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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Larissa Caroline Vogt
ESTUDO DE DOSAGEM DE CONCRETO PERMEÁVEL DE ALTA RESISTÊNCIA
PARA PAVIMENTAÇÃO
Santa Cruz do Sul
2019
Larissa Caroline Vogt
ESTUDO DE DOSAGEM DE CONCRETO PERMEÁVEL DE ALTA RESISTÊNCIA
PARA PAVIMENTAÇÃO
Trabalho de conclusão apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade de Santa Cruz do Sul para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Ms. Marco Antonio Pozzobon
Santa Cruz do Sul
2019
AGRADECIMENTOS
À Deus, pela saúde e luz que me proporcionou.
Aos meus pais, Paulo e Luciane, por me incentivarem incansavelmente nesta
caminhada e a ir em busca dos meus sonhos e objetivos.
Ao meu namorado, Lucas, pela paciência, preocupação e por me acompanhar
durante toda esta trajetória acadêmica, me auxiliando e acompanhando em todos os
momentos que precisei.
Ao meu orientador Prof. Ms. Marco Antonio Pozzobon, por todos os
ensinamentos, assessoramentos, paciência e dedicação no desenvolvimento desta
pesquisa. Seus ensinamentos foram essenciais para a construção e realização deste
trabalho.
A todos os mestres que colaboraram na minha formação, em especial ao
coordenador do curso de Engenharia Civil, Prof. Dr. Leandro Olivio Nervis, por me
incentivar a participar de projetos de iniciação científica, despertando o interesse pela
área da pesquisa dentro da engenharia.
Aos colegas e amigos que fiz durante a minha trajetória, por todo o apoio.
À universidade, laboratoristas, bolsistas e funcionários que direta ou
indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho.
À empresa Conpasul, pela doação do material utilizado no estudo,
especialmente ao Jaime e ao Flávio pela atenção e auxílio prestado.
A todos, meus sinceros agradecimentos.
RESUMO
O processo de urbanização e desenvolvimento urbano acelerado vem causando
diversos e diferentes impactos ambientais, dentre eles encontra-se o crescimento das
áreas com superfície impermeável e o consequente impacto nos processos
hidrológicos. A impermeabilização do solo é uma das responsáveis pela ocorrência
de picos de cheias e enchentes nos centros urbanos, então como medida para
amenizar o escoamento da água e provocar a infiltração, surgem os pavimentos
permeáveis. O presente trabalho buscou definir um procedimento de dosagem de
concreto permeável para utilização em vias com tráfego de veículos pesados, a partir
do estudo de diferentes misturas. Primeiramente, foram moldados corpos de prova
com diferentes proporções de teores de agregado miúdo no traço, sendo eles 0%, 5%,
10%, 15%, 20% e 25%, buscando a melhor relação entre permeabilidade e
resistência. A partir dos ensaios de caracterização do concreto chegou-se à conclusão
de que a mistura com 20% de agregado miúdo apresentou os resultados mais
satisfatórios para continuar a pesquisa. A partir dela então, criou-se mais quatro
traços, desta vez com variações apenas no consumo de cimento, a fim de comparar
somente os parâmetros de resistência mecânica e definir um traço que atendesse às
resistências mínimas para utilização em pavimentos. Foram moldados corpos de
prova para os traços com a relação cimento:agregado de 1:5,0, 1:4,5, 1:4,0 e 1:3,5.
Quanto à resistência à compressão axial todos foram satisfatórios e se mostraram
acima do mínimo prescrito na normalização brasileira, já quanto à resistência à tração
na flexão apenas o traço 1:3,5 não apresentou resultado satisfatório para utilização
como pavimento rígido de concreto em áreas de tráfego pesado. Chegou-se à
conclusão de que o procedimento de dosagem é válido e se houverem boas condições
de compactação é possível a execução de um pavimento permeável de concreto que
atenda os parâmetros mínimos de permeabilidade e resistência para o tráfego de
veículos leves e pesados.
Palavras-chave: Concreto permeável. Dosagem. Resistência. Permeabilidade.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Inundações em grandes centros urbanos no Brasil 14
Figura 2 – Hidrograma - Bacias de área urbanizada e área não urbanizada 16
Figura 3 – Concreto permeável 21
Figura 4 – Curvas granulométricas possíveis de utilizar em misturas de
concreto permeável 25
Figura 5 – Resistência à compressão (dividido por 10) e resistência à tração
na flexão em função da variação do índice de vazios 31
Figura 6 – Estrutura de um pavimento permeável 33
Figura 7 – Execução de pavimento em concreto permeável com
compactação por rolo metálico 38
Figura 8 – Execução de junta por corte das placas 38
Figura 9 – Consistência ideal para a mistura de concreto permeável 48
Figura 10 – Corpos de prova cilíndricos após a moldagem 49
Figura 11 – Corpos de prova prismáticos após a moldagem 50
Figura 12 – Corpos de prova prismáticos embalados em filme plástico 50
Figura 13 – Placas para ensaio de permeabilidade 51
Figura 14 – Equipamento para medição da massa seca, submersa e
saturada 53
Figura 15 – Ensaio de resistência à compressão axial 54
Figura 16 – Disposição do corpo de prova 55
Figura 17 – Ensaio de resistência à tração por compressão diametral 56
Figura 18 – Posicionamento do corpo de prova no equipamento 57
Figura 19 – Ensaio de resistência à tração na flexão 57
Figura 20 – Esquema para medição do coeficiente de permeabilidade 59
Figura 21 – Placas e cilindros posicionados para o ensaio de
permeabilidade 60
Figura 22 – Curva granulométrica da brita 0 61
Figura 23 – Curva granulométrica da areia natural 62
Figura 24 – Curva granulométrica da areia industrial 63
Figura 25 – Resultados dos ensaios químicos do cimento 64
Figura 26 – Resultados dos ensaios físicos do cimento 64
Figura 27 – Resultados obtidos para o índice de vazios 66
Figura 28 – Gráfico de resultados obtidos para o coeficiente de
permeabilidade, em cm/s 67
Figura 29 – Relação entre coeficiente de permeabilidade e índice de vazios 68
Figura 30 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à compressão
axial, em MPa 69
Figura 31 – Resistência à compressão axial X Índice de vazios 70
Figura 32 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração por
compressão diametral, em MPa 71
Figura 33 – Resistência à tração por compressão diametral X Índice de
vazios 72
Figura 34 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração na flexão,
em MPa 73
Figura 35 – Resistência à tração na flexão X Índice de vazios 74
Figura 36 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à compressão
axial do estudo definitivo, em MPa 75
Figura 37 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração por
compressão diametral do estudo definitivo, em MPa 77
Figura 38 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração na flexão
do estudo definitivo, em MPa 78
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Causas e efeitos da urbanização 15
Tabela 2 – Valores de coeficiente de escoamento adotados pela Prefeitura
Municipal de São Paulo 19
Tabela 3 – Coeficiente de escoamento para superfícies impermeáveis 20
Tabela 4 – Proporções típicas de materiais utilizados nas dosagens de
concreto permeável 23
Tabela 5 – Traços utilizados no estudo comparativo de permeabilidade 46
Tabela 6 – Traços utilizados no estudo comparativo de resistência 47
Tabela 7 – Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo 62
Tabela 8 – Propriedades químicas da cinza mineral leve 65
Tabela 9 – Propriedades físicas da cinza mineral leve 65
Tabela 10 – Resultados obtidos no ensaio de permeabilidade 67
Tabela 11 – Resultados do ensaio de resistência à compressão axial, em
MPa 69
Tabela 12 – Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão
diametral, em MPa 71
Tabela 13 – Resultados obtidos no ensaio de resistência à tração na flexão,
em MPa 73
Tabela 14 – Resultados do ensaio de resistência à compressão axial do
estudo definitivo, em MPa 75
Tabela 15 – Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão
diametral do estudo definitivo, em MPa 76
Tabela 16 – Resultados do ensaio de resistência à tração na flexão do estudo
definitivo, em MPa 77
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
a/c Água/cimento
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACI American Concrete Institute
cm Centímetros
cm/s Centímetros por segundo
cm²/g Centímetros quadrados por grama
CP ll-F Cimento Portland Composto com Fíler
CP V-ARI Cimento Portland de Alta Resistência Inicial
DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes
EUA Estados Unidos da América
g/cm³ Gramas por centímetros cúbicos
kg Quilograma
kg/m³ Quilogramas por metro cúbico
km² Quilômetros quadrados
kN Quilonewton
l/m²/min Litros por metro quadrado por minuto
m/s Metros por segundo
m³ Metros cúbicos
m³/s Metros cúbicos por segundo
mm Milímetros
mm/h Milímetros por hora
MPa Megapascal
N Newton
NBR Norma Brasileira
NPCA National Pervious Concrete Association
PVC Policloreto de Vinil
s Segundos
UNISC Universidade de Santa Cruz do Sul
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................... 11
1.1 Área e limitação do tema ................................................................... 12
1.2 Objetivos ............................................................................................. 12
1.2.1 Objetivo geral ..................................................................................... 12
1.2.2 Objetivos específicos ........................................................................ 12
1.3 Justificativa ........................................................................................ 13
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................ 14
2.1 Drenagem urbana ............................................................................... 14
2.1.1 Coeficiente de escoamento ............................................................... 17
2.2 Concreto permeável ........................................................................... 20
2.2.1 Materiais que compõem o concreto permeável .............................. 22
2.2.1.1 Aglomerantes ..................................................................................... 24
2.2.1.2 Agregados .......................................................................................... 24
2.2.1.3 Aditivos ............................................................................................... 26
2.2.2 Características do concreto permeável ........................................... 26
2.2.2.1 Massa específica e índice de vazios ................................................. 27
2.2.2.2 Textura ................................................................................................ 27
2.2.2.3 Permeabilidade ................................................................................... 28
2.2.2.4 Resistência ......................................................................................... 29
2.2.2.5 Durabilidade ....................................................................................... 32
2.3 Métodos de construção de pavimentos de concreto permeável ... 32
2.3.1 Preparação do subleito ...................................................................... 35
2.3.2 Dosagem e mistura ............................................................................ 36
2.3.3 Transporte .......................................................................................... 36
2.3.4 Lançamento e consolidação ............................................................. 37
2.3.5 Acabamento superficial ..................................................................... 39
2.4 Métodos de dosagem de pavimentos permeáveis .......................... 39
3 METODOLOGIA .................................................................................. 42
3.1 Caracterização da pesquisa .............................................................. 42
3.2 Materiais utilizados ............................................................................ 42
3.2.1 Agregados .......................................................................................... 42
3.2.1.1 Agregado graúdo ............................................................................... 43
3.2.1.2 Agregado miúdo ................................................................................. 44
3.2.2 Cimento Portland ............................................................................... 44
3.2.3 Material pozolânico ............................................................................ 44
3.2.4 Água .................................................................................................... 45
3.2.5 Aditivos ............................................................................................... 45
3.3 Dosagem ............................................................................................. 45
3.3.1 Estudo preliminar – comparativo de permeabilidade ..................... 45
3.3.2 Estudo definitivo – comparativo de resistência .............................. 46
3.4 Moldagem dos corpos de prova ....................................................... 47
3.5 Propriedades do concreto no estado endurecido ........................... 51
3.5.1 Ensaio de massa específica aparente seca e índice de vazios ...... 52
3.5.2 Ensaio de resistência à compressão axial ....................................... 53
3.5.3 Ensaio de resistência à tração por compressão diametral ............ 54
3.5.4 Ensaio de resistência à tração na flexão ......................................... 56
3.5.5 Ensaio de permeabilidade ................................................................. 58
4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................... 61
4.1 Caracterização dos materiais constituintes do concreto ............... 61
4.1.1 Brita 0 .................................................................................................. 61
4.1.2 Areia natural ....................................................................................... 62
4.1.3 Areia industrial ................................................................................... 63
4.1.4 Cimento Portland ............................................................................... 63
4.1.5 Material pozolânico ............................................................................ 64
4.2 Caracterização do concreto moldado no estudo preliminar .......... 65
4.2.1 Massa específica aparente seca e índice de vazios ....................... 65
4.2.2 Permeabilidade ................................................................................... 67
4.2.3 Resistência à compressão axial ....................................................... 69
4.2.4 Resistência à tração por compressão diametral ............................. 71
4.2.5 Resistência à tração na flexão .......................................................... 72
4.3 Caracterização do concreto moldado no estudo definitivo ........... 74
4.3.1 Resistência à compressão axial ....................................................... 75
4.3.2 Resistência à tração por compressão diametral ............................. 76
4.3.3 Resistência à tração na flexão .......................................................... 77
5 CONCLUSÕES .................................................................................... 79
5.1 Conclusão do trabalho ...................................................................... 79
5.2 Sugestões para trabalhos futuros .................................................... 80
REFERÊNCIAS ................................................................................... 81
ANEXO A - Resultados dos ensaios realizados no estudo ........... 85
11
1 INTRODUÇÃO
Desde o princípio da civilização o homem interfere na natureza a fim de garantir
subsistência e segurança, causando diversos e diferentes impactos ambientais. Com
o passar dos anos e com os avanços tecnológicos a população passou a ocupar uma
parcela maior dos territórios, transformando-os em grandes núcleos urbanos e
consequentemente ocasionando mudanças no solo, alterações em cursos d’água e
desmatamento. As alterações e moldagens do meio ambiente permitiram o
desenvolvimento, mas em consequência perturbaram em diversos aspectos o
equilíbrio natural (HÖLTZ, 2011).
Este desenvolvimento urbano acelerado tem causado diversos impactos nos
processos hidrológicos, sendo que um dos principais está relacionado ao crescimento
das áreas com superfícies impermeáveis, juntamente à ocupação inadequada das
margens de rios e córregos. Tais fatores contribuem para o aumento da ocorrência de
picos de cheias, agravando assim os problemas relativos às enchentes dos rios e
inundações nas cidades (BATEZINI, 2013).
Conforme Tucci (2005), as inundações resultantes da urbanização ocorrem
devido à impermeabilização do solo, canalização do escoamento ou obstrução ao
escoamento, por meio de aterros, pontes, drenagens inadequadas e assoreamento.
Problemas decorrentes da geração de resíduos sólidos também influenciam, uma vez
que o lixo gerado pela população chega aos dispositivos de drenagem e impede o
escoamento da água precipitada.
É necessário que novos dispositivos de drenagem sejam desenvolvidos e
medidas sejam tomadas para facilitar que a água seja conduzida e escoe sem causar
perturbações como enchentes e alagamentos em áreas urbanas. Desta forma, o uso
de pavimentos em concreto permeável pode contribuir significativamente para o
acréscimo de infiltração e retardo do escoamento.
Os concretos permeáveis, segundo cita Lamb (2014), atuam como reservatórios
e permitem a infiltração de água no subleito, contribuindo na drenagem subsuperficial
e evitando alagamentos. Trata-se de um material com elevado percentual de vazios,
que permitem a infiltração da água, diferenciando-se dos concretos convencionais,
onde o objetivo é alcançar a maior densidade possível e manter-se impermeável.
Ainda conforme o autor, pouco se aplica este material no Brasil, enquanto em
outros países várias pesquisas têm sido feitas para avaliar o seu comportamento,
12
eficiência e durabilidade. O grande foco de utilização no Brasil é o concreto permeável
destinado ao tráfego de pedestres e veículos leves, sendo utilizado em calçadas,
passeios e estacionamentos de automóveis.
O uso destes concretos para pavimentação de vias de tráfego de veículos foi
pouco desenvolvido e conforme Batezini (2013), o número de publicações
encontradas sobre este tema é escasso. Trata-se de um material com vantagens
ambientais para utilização como revestimento de pavimentos, que necessita de
pesquisas mais detalhadas em âmbito nacional.
1.1 Área e limitação do tema
O trabalho foi desenvolvido na área de materiais de construção civil, em concreto
permeável, tendo por finalidade o estudo de dosagem de concretos permeáveis de
alta resistência para pavimentação de vias com tráfego pesado.
1.2 Objetivos
Neste item são abordados os principais objetivos a serem alcançados com o
desenvolvimento do presente trabalho. De maneira geral, o item 1.2.1 descreve os
objetivos vislumbrados com a conclusão do trabalho, enquanto o item 1.2.2, trata os
objetivos de uma forma detalhada e específica, demonstrando os itens a serem
pesquisados e mensurados no desenvolvimento do trabalho.
1.2.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste trabalho é definir um procedimento de dosagem de
concreto permeável para uso em pavimentação de vias com tráfego de veículos
pesados, que atenda aos parâmetros de permeabilidade e resistência prescritos na
normalização brasileira.
1.2.2 Objetivos específicos
Determinar diferentes teores de argamassa para que a composição de um
concreto estrutural para pavimentação seja permeável;
13
Determinar características mecânicas a partir de ensaios de resistência à
compressão axial, resistência à tração por compressão diametral e
resistência à tração na flexão das diferentes misturas;
Determinar as características de índices de vazios e permeabilidade dos
traços de concreto permeável; e
Avaliar os resultados obtidos nos ensaios, validando o procedimento
adotado para dosagem.
1.3 Justificativa
O estudo de dosagem de concreto permeável, com o objetivo de atingir elevadas
resistências e possibilitar a pavimentação de vias com tráfego de veículos pesados,
tem grande importância por se tratar de uma área pouco explorada no Brasil.
Atualmente, o uso desta tecnologia se dá principalmente para pavimentação de áreas
com tráfego de pessoas, como calçadas, praças, parques e estacionamento de
veículos leves, apresentando boa permeabilidade, porém baixa resistência.
A sua utilização para pavimentação de vias com grandes fluxos de veículos em
áreas urbanas pode reduzir o problema de enchentes e alagamentos, frequentes nos
municípios brasileiros, já que praticamente toda a água precipitada infiltra no
pavimento ao invés de escoar. A partir de dispositivos de drenagem adequados, a
água pode ser conduzida a locais específicos pela base do pavimento, permitindo a
sua reutilização e abastecimento do lençol freático. Assim, evita-se o acúmulo de água
sobre a pista, reduzindo as vazões de pico e consequentemente as inundações.
Para ser considerado um concreto drenante, é necessário que este seja poroso,
ou seja, tenha um elevado índice de vazios, permitindo que a água percole por sua
estrutura. Ao mesmo tempo, necessita de compactação e resistência adequadas para
utilização em pavimentos, logo, é necessário que haja uma dosagem correta dos
materiais que o integram, de modo a torná-lo satisfatoriamente resistente e permeável.
Desta forma, o trabalho propõe uma investigação através do estudo de um
procedimento de dosagem para construção de um pavimento permeável que atenda
aos requisitos de permeabilidade e resistência, possibilitando o tráfego de veículos
pesados. Por meio desse, busca-se uma alternativa sustentável para amenizar
problemas gerados a partir da urbanização, colaborando com as pesquisas
desenvolvidas nesta área no país.
14
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo são apresentados os itens necessários para fundamentar a
pesquisa, apresentando a teoria base para o conhecimento do tema proposto.
2.1 Drenagem urbana
Com o desenvolvimento acelerado após a segunda metade do século vinte, a
população concentrou-se em pequenos espaços, impactando os ecossistemas e a
própria população com inundações, doenças e perda de qualidade de vida. Tais
problemas são oriundos da falta de controle do espaço urbano, que por sua vez, afeta
a infraestrutura e a drenagem urbana das cidades (TUCCI, 2005).
Conforme Tucci (2005), o processo de crescimento urbano nos países
desenvolvidos tem sido realizado de forma insustentável, deteriorando o meio
ambiente e a qualidade de vida. Na América Latina, o problema mostra-se muito
significativo, onde existem cidades com população superior a um milhão de
habitantes, estando quatro cidades brasileiras entre as nove maiores desta região.
Ainda conforme o autor, dentre os problemas gerados pela urbanização
encontram-se as frequentes inundações, ocasionadas por drenagem urbana
inadequada, ocupação desordenada do solo e aumento da impermeabilização. Na
Figura 1 é possível observar o problema, frequente em diversos municípios brasileiros.
Figura 1 – Inundações em grandes centros urbanos no Brasil
Fonte: Disponível em: www.azevedoambiental.com.br
15
Com relação à urbanização, Spin (1995) afirma que em conjunto as atividades
urbanas, a forma como são desenvolvidas e os materiais que as constituem, bem
como a sua relação com a drenagem natural, o projeto dos sistemas de drenagem e
os descontroles das enchentes, produzem um regime hídrico característico. Onde o
escoamento superficial excessivo e rápido de temporais e chuvas fortes, resulta em
vazões de água muito altas durante e logo após as chuvas.
Os problemas resultantes dessas atividades são em decorrência do mau uso e
aproveitamento dos recursos hídricos, controle da poluição e principalmente falta de
planejamento urbano e estrutural das cidades, que crescem de forma desordenada.
Tucci et al. (1993), exemplifica na Tabela 1 as atividades urbanas que interferem no
sistema de drenagem e a relação entre a causa e o efeito das mesmas.
Tabela 1 – Causas e efeitos da urbanização
Fonte: Autor (2019). Adaptado de Tucci et al. (1993).
Ciria (1996, apud ACIOLI, 2005, p.3) também cita algumas das principais
consequências dos processos de urbanização, dentre eles:
Aumento no volume do escoamento superficial;
Aumento da frequência de inundações, assim como de sua intensidade;
Redução da umidade do solo, que leva a uma redução do lençol freático;
Diminuição do escoamento de base de rios;
Redução do armazenamento potencial, e da capacidade de transporte dos
vales dos rios; e
Lixos
Redes de esgoto deficientes
Desmatamento e desenvolvimento
indisciplinado
Ocupação das várzeas
Maiores prejuízos;
Maiores picos;
Degradação da qualidade da água;
Entupimento de bueiros e galerias.
Degradação da qualidade da água;
Moléstias de veiculação hídrica;
Inundações: Consequências mais sérias.
Maiores picos e volumes;
Mais erosão;
Assoreamento em canais e galerias.
Maiores custos de utilidades públicas.
Maiores picos e vazões.
Maiores picos a jusante.
EFEITOSCAUSAS
Impermeabilização
Redes de drenagem
16
Aumento na carga de poluentes decorrente da rede pluvial ou do
escoamento superficial.
Para Pinto (2011), a impermeabilização do solo se encontra diretamente ligada
à urbanização e de acordo com o autor, está presente nas vias pavimentadas, nos
estacionamentos e em telhados, causando a diminuição da infiltração de água no solo
e da evapotranspiração. Ao chover, a contribuição se transforma em escoamento
superficial e em consequência, aumentam os volumes escoados, as vazões de pico e
a redução do tempo de concentração da bacia, elevando os picos dos hidrogramas
de cheias.
O hidrograma apresentado na Figura 2 compara o escoamento em bacias não
urbanizadas e bacias urbanizadas, em função da vazão e do tempo de concentração,
mostrando que a vazão de pico ocorre mais cedo em uma bacia urbanizada, onde a
quantidade de água escoada é significativamente maior. Isto ocorre, pois onde antes
as águas pluviais percolavam naturalmente no solo, há uma nova superfície
impermeável, causando transtornos em alguns locais mais baixos (HÖLTZ, 2011).
Figura 2 – Hidrograma - Bacias de área urbanizada e área não urbanizada
Fonte: Disponível em: www.fontehidrica.blogspot.com
Os pontos de detenção natural e a capacidade das plantas de ajudar a reter parte
da água percolada perdem a sua função com a crescente impermeabilização das
bacias, sendo necessário o uso de tubulações, retificações de rios e revestimento de
canais para o gerenciamento das águas (TUCCI, 1995).
17
De acordo com Höltz (2011), a sobrecarga da drenagem secundária, ou seja,
dos condutos, gera alagamentos e afeta as vias de tráfego. Por outro lado, a rápida
descarga das águas pluviais em riachos e canais, responsáveis por escoar grande
parte das áreas metropolitanas, também pode se tornar um problema caso estes
tenham tendência para a formação de enchentes.
Assim, como medida para reduzir o impacto gerado pela população urbana e
garantir um melhor funcionamento do sistema de drenagem das cidades, está o
controle na fonte da geração do escoamento superficial, que pode se dar por medidas
estruturais ou não estruturais. Suderhsa (2002) sugere algumas medidas de controle
estruturais que podem ser tomadas a fim de alterar o resultado do hidrograma das
áreas urbanizadas, dentre elas está a infiltração e percolação, utilizando o
armazenamento e o fluxo subterrâneo para retardar o escoamento superficial.
Os principais dispositivos para criar maior infiltração são os planos de infiltração,
ou seja, áreas gramadas que recebem águas pluviais oriundas de áreas
impermeabilizadas e as valas de infiltração, dispositivos de drenagem lateral,
utilizadas paralelamente às ruas. Ainda, estradas, estacionamentos e os pavimentos
permeáveis, utilizados principalmente em passeios, estacionamentos, quadras
esportivas e ruas de pouco tráfego (SUDERHSA, 2002).
Estas alternativas de infiltração, detenção e retenção, procuram minimizar as
consequências da alteração dos processos hidrológicos durante a urbanização,
buscando compensar tais efeitos antes que a água chegue à rede de drenagem.
Conforme Acioli (2005), tais estruturas de infiltração colaboram na redução das
vazões máximas e dos volumes escoados, podendo ainda colaborar com a remoção
e controle de poluentes no escoamento superficial, recuperando de forma mais efetiva
as condições de pré-ocupação.
2.1.1 Coeficiente de escoamento
O comportamento natural da água quanto as suas ocorrências, transformações
e relações com a vida humana é bem caracterizado através do conceito de ciclo
hidrológico, que inicia com a evaporação da água dos oceanos, conforme explicam
Villela e Mattos (1975, p.1):
18
O vapor resultante é transportado pelo movimento das massas de ar. Sob determinadas condições, o vapor é condensado, formando as nuvens que por sua vez podem resultar em precipitação. A precipitação que ocorre sobre a terra é dispersada de várias formas. A maior parte fica temporariamente retida no solo próximo de onde caiu e finalmente retorna à atmosfera por evaporação e transpiração das plantas. Uma parte da água restante escoa sobre a superfície do solo, ou através do solo para os rios, enquanto que a outra parte, penetrando profundamente no solo, vai suprir o lençol d’água subterrâneo.
O escoamento superficial é o segmento do ciclo hidrológico que estuda o
deslocamento da água na superfície da terra, e conforme Villela e Mattos (1975), tem
origem nas precipitações, constituindo a fase mais importante deste ciclo.
Para que se possa dimensionar um sistema de drenagem, é necessária uma
variável chamada de coeficiente de escoamento ou runoff, utilizada no cálculo da
vazão máxima de contribuição de uma bacia através do Método Racional.
De acordo com Nunes (2007), o Método Racional é um dos mais consagrados
de estimativa de vazão máxima, através da transformação da chuva em vazão,
englobando todos os processos em apenas um coeficiente. É um método amplamente
utilizado para bacias hidrográficas pequenas e de pouca complexidade, onde a vazão
é determinada a partir da Equação 1, em função da precipitação e das características
do recobrimento da bacia.
𝑄𝑝 =𝐶 . 𝑖 . 𝐴
3,6 (1)
Onde:
Qp = vazão de pico, em m³/s;
i = intensidade máxima da chuva, para tempo de duração igual ao tempo de
concentração da bacia, em mm/h;
C = coeficiente de escoamento superficial ou de deflúvio, adimensional;
A = área da bacia, em km².
Para bacias maiores é recomendando que se adote a equação sugerida por
Euclydes e Piccolo (1987 apud NUNES, 2007, p.17), onde introduziu-se um
coeficiente, denominado coeficiente de retardo, que reflete o efeito de armazenamento
da bacia. Tal parâmetro procura compensar o fato do escoamento superficial sofrer
um retardo em relação ao início da chuva, o que não é levado em consideração no
19
Método Racional apresentado anteriormente. O coeficiente é utilizado na Equação 2
e obtido a partir da Equação 3.
𝑄𝑝 =𝐶 . 𝑖 . 𝐴 . 𝜑
3,6 (2)
𝜑 = 0,278 − 0,00034 . 𝐴 (3)
Onde:
𝜑 = coeficiente de retardamento, adimensional.
De acordo com Tucci (2000), o coeficiente de escoamento de uma bacia
representa a quantidade de água de escoamento gerada pela bacia em eventos
chuvosos, variando à medida que ocorre a urbanização da mesma. Este coeficiente
varia com a intensidade da precipitação, pois à medida que o volume de chuva
aumenta, a capacidade de infiltração é atendida, resultando em um aumento do
escoamento superficial.
Este coeficiente de escoamento superficial pode ser obtido através de tabelas
encontradas na literatura, que relacionam o coeficiente com as diversas zonas
encontradas em uma bacia e dependem de características como: tipo de solo,
cobertura, tipo de ocupação, tempo de retorno e intensidade da precipitação. Alguns
valores de referência são apresentados na Tabela 2, elaborada para a cidade de São
Paulo e reproduzidos por Tucci et al (1995):
Tabela 2 – Valores de coeficiente de escoamento adotados pela Prefeitura Municipal de São Paulo
Fonte: Autor (2019). Adaptado de Tucci et al (1995).
De subúrbios com alguma edificação: subúrbios com pequena densidade de
construção
De matas, parques e campos de esporte: partes rurais, áreas verdes, superfícies
arborizadas, parques com jardins e campos de esporte não pavimentados.
ZONAS COEFICIENTE DE ESCOAMENTO
0,70 - 0,95
0,60 - 0,70
0,50 - 0,60
0,25 - 0,50
0,10 - 0,25
0,05 - 0,20
De edificação muito densa: partes centrais, densamente construídas, cidades com
ruas e calçadas pavimentadas.
De edificação não muito densa: partes adjacentes ao centro, de menor densidade de
habitação, mas com ruas e calçadas pavimentadas.
De edificações com poucas superfícies livres: partes residenciais com ruas
pavimentadas.
De edificações com muitas superfícies livres: partes residenciais com ruas
pavimentadas.
20
Tucci (2000), estudou a relação do coeficiente de escoamento de bacias urbanas
brasileiras em função da área impermeável e a vazão máxima correspondente,
conforme apresentado na Tabela 3.
Tabela 3 – Coeficiente de escoamento para superfícies impermeáveis
Fonte: Autor (2019). Adaptado de Tucci (2000).
Os coeficientes de escoamento apresentados nas Tabelas 2 e 3 mostram que
em áreas urbanizadas, 95% da água da chuva irá gerar escoamento superficial,
enquanto áreas pouco edificadas podem apresentar apenas 10% de escoamento da
água total precipitada. Os pavimentos permeáveis, conforme Tucci (2000), podem
apresentar um coeficiente igual ou inferior ao de matas e parques, e mantém a área
útil do local, sendo este o principal objetivo deste tipo de pavimento: reduzir o
coeficiente de escoamento.
2.2 Concreto permeável
O concreto permeável, concreto drenante ou concreto poroso, é caracterizado
por possuir propriedades como porosidade e boa drenabilidade, dependendo de sua
composição. Através de sua estrutura porosa, permite que a água percole por seus
vazios e quando bem dimensionado e projetado, pode influenciar significativamente
nas vazões de pico que ocorrem durante as chuvas intensas (BATEZINI, 2013).
É um concreto com elevado percentual de vazios interligados entre si, que
permitem a fácil passagem de fluidos, proporcionando elevada permeabilidade. A
mistura é composta por água, cimento e agregado graúdo, sendo empregado muito
pouco ou nada de agregado miúdo, o que resulta em um material com índice de vazios
na ordem de 18% a 35%. Sua capacidade de percolação irá variar conforme o
tamanho do agregado e a densidade da mistura, ficando geralmente na ordem de 200
Concreto e asfalto poroso
Solo compacto
0,90 - 0,95
0,58 - 0,81
0,70 - 0,89
0,05
0,59 - 0,79
TIPO DE SUPERFÍCIE COEFICIENTE DE ESCOAMENTO
Cimento e asfalto
Paralelepípedo
Blockets
21
l/m²/min, enquanto a resistência à compressão pode variar de 2,8 a 28 MPa (ACI,
2006).
Ferguson (2005) define pavimento permeável como aquele onde há espaços
livres em sua estrutura por onde a água possa escoar, infiltrando no solo ou sendo
conduzida através de sistemas de drenagem. É um tipo de pavimento que busca
reduzir o volume de água escoada, e consequentemente, reduzir a solicitação do
sistema de drenagem urbana. Ainda de acordo com o autor, este tipo de pavimento
melhora a qualidade da água, por carrear menos poluição difusa.
Pode-se observar um exemplo de concreto permeável na Figura 3.
Figura 3 – Concreto permeável
Fonte: Disponível em: www.archdaily.com
De acordo com a revisão do histórico de desenvolvimento e aplicações do
concreto com elevado número de vazios feita por Höltz (2011), os primeiros registros
de utilização de um concreto poroso datam do século XIX, na Europa. O material
consistia apenas em agregado graúdo e cimento e foi utilizado para a construção de
duas casas no Reino Unido. Após, o mesmo só voltou a ser mencionado por volta de
1923, quando cinquenta casas foram construídas com agregado à base de clínquer
na Escócia.
Nas décadas de 30 e 40, o concreto poroso foi amplamente utilizado para a
construção de residências, sendo empregado nas paredes por se tratar de um material
leve, com eficiente isolamento térmico e baixo custo. Com o caos gerado pela
Segunda Guerra Mundial, de 1939 a 1945, a Europa necessitou de um grande número
22
de reconstrução de habitações, incentivando o desenvolvimento de novos métodos
de construção civil. Aliado à escassez de materiais de construção, como por exemplo
os tijolos, o uso do concreto poroso destacou-se dentre os métodos que surgiram
neste período (ACI, 2006).
Nos Estados Unidos da América (EUA), não houve problemas de escassez de
matéria prima para construção e por isso os primeiros usos do concreto permeável
foram registrados por volta de 1970. O problema encontrado neste país era em relação
ao excessivo escoamento de água nas áreas recém construídas, devido à
impermeabilização e o desenvolvimento urbano, resultando em um elevado
escoamento superficial (LAMB, 2014).
Conforme Mulligan (2005, apud HÖLTZ, 2011, p.39), nos EUA os primeiros usos
de concreto permeável como material drenante foram nos estados da Flórida, Utah e
Novo México, fazendo com que a tecnologia se espalhasse pelo país após resultados
satisfatórios. O crescente interesse pelo assunto resultou na fundação de uma
associação, a National Pervious Concrete Association (NPCA), enquanto o American
Concrete Institute (ACI) instituiu uma competição anual na qual estimula estudantes
de graduação a produzir concretos permeáveis simples ou com adição de fibras,
buscando disseminar a tecnologia.
De acordo com Lamb (2014), embora o uso de concretos sem agregado miúdo
e com grandes quantidades de vazios já tenha os primeiros registros datando do
século XIX, o seu emprego como material para auxiliar na drenagem urbana, retendo
água na fonte e reduzindo enchentes, ainda é recente. Os EUA, Japão e França são
os países onde a sua utilização é mais disseminada e em decorrência disso, há
poucos trabalhos publicados e poucos exemplos práticos de sua aplicação no Brasil.
2.2.1 Materiais que compõem o concreto permeável
Segundo Dellate e Clearly (2006, apud BATEZINI, 2013, p.26), existem três tipos
de concretos permeáveis que podem ser caracterizados pelo nível de resistência e
drenabilidade. O primeiro consiste em um material de baixa resistência e alta
permeabilidade, é conhecido por concreto permeável hidráulico e utilizado para
aplicações não estruturais. O segundo caracteriza-se por possuir resistência e
permeabilidade intermediárias e pode ser utilizado para pavimentação de
estacionamentos e calçadas, sendo conhecido por concreto permeável normal. Por
23
fim, existe o concreto permeável estrutural, caracterizado pela adição de materiais de
granulometria reduzida. Este possui elevada resistência mecânica, porém baixa
permeabilidade e pode ser utilizado em estacionamentos e pavimentação de ruas e
avenidas que possuam tráfego de veículos pesados.
De acordo com o ACI (2006), o concreto permeável é composto principalmente
de cimento Portland, agregado graúdo de tamanho uniforme e água. Esta combinação
forma uma aglomeração de agregados graúdos envoltos por uma camada de pasta
de cimento endurecida, resultando em grandes vazios entre os agregados e
permitindo que a água infiltre por entre eles.
Assim, com o propósito de se obter uma pasta que forme uma capa espessa ao
redor das partículas dos agregados, as quantidades de água e ligante hidráulico
empregados na composição do material devem ser cuidadosamente controlados. O
alto índice de vazios, que confere a permeabilidade, ocorre pela ausência ou por
pequenas quantidades de agregado miúdo na mistura (BATEZINI, 2013).
A dosagem correta da mistura e o emprego dos materiais adequados conferem
as propriedades necessárias ao concreto em seu estado endurecido, porém resultam
em uma mistura que requer muita atenção durante o processo construtivo. Em fatores
como compactação, adensamento e cura, por exemplo, há necessidade de um
controle rígido de todos os materiais presentes para que se obtenha o resultado
desejado (TENNIS et al., 2004).
Tennis et al. (2004), apresenta na Tabela 4 faixas típicas de consumo e
proporções de materiais utilizados nas misturas de concreto permeável, sendo que
tais proporções podem variar conforme os insumos disponíveis em cada região.
Tabela 4 – Proporções típicas de materiais utilizados nas dosagens de concreto permeável
Fonte: Autor (2019). Adaptado de Tennis et al. (2004).
As quantidades de agregado graúdo, areia, cimento e água variam conforme a
resistência que se busca alcançar no concreto, logo quanto maior a resistência, menor
Relação água/cimento (a/c) em massa 0,27 a 0,34
Relação cimento/agregado em massa 1:4 a 1:4,5
Relação agregado miúdo/agregado graúdo em massa 0 a 1:1
MATERIAIS CONSUMO/PROPORÇÃO
Ligante hidráulico (kg/m³) 270 a 415
Agregado graúdo (kg/m³) 1.190 a 1.700
24
será a permeabilidade. Para maior permeabilidade, menor o número de vazios e,
portanto, menos resistência (LAMB, 2014).
A resistência à compressão, permeabilidade e porosidade de um concreto
permeável, são diretamente afetadas pela graduação, tamanho das partículas e pela
relação massa de agregados por massa de cimento (HUANG et al., 2009). Entretanto,
segundo o ACI (2006), a relação água/cimento (a/c) em conjunto com a energia de
compactação na moldagem do corpo de prova são os fatores que mais interferem na
resistência mecânica do material, pois afetam diretamente as suas características.
2.2.1.1 Aglomerantes
Assim como nos concretos convencionais o Cimento Portland é o principal
aglomerante utilizado na confecção de um concreto permeável. Cinza volante, escória
granulada de alto forno moída e sílica ativa, também são materiais que podem ser
usados, entretanto é recomendado que estes sejam previamente ensaiados em
laboratório. A partir dos ensaios, propriedades que possam ser importantes ao
desempenho da mistura, como resistência, porosidade, permeabilidade, entre outras,
podem ser determinadas, possibilitando a dosagem adequada do material (ACI, 2006;
BATEZINI, 2013; TENNIS et al., 2004).
2.2.1.2 Agregados
A granulometria influencia tanto a resistência quanto a permeabilidade do
concreto endurecido. O agregado é responsável por exercer grande influência nas
propriedades do concreto, como massa unitária, módulo de elasticidade e estabilidade
dimensional do concreto, sendo que essas propriedades dependem principalmente da
densidade e resistência do agregado (MEHTA e MONTEIRO, 2008).
Tennis et al. (2004) afirmam que as curvas granulométricas de agregados
utilizadas nas misturas são normalmente uniformes, ou seja, possuem um único
diâmetro, onde o máximo utilizado é de 19 mm. Para curvas descontínuas, onde há
variação do diâmetro do agregado, as graduações variam de 19 mm a 4,8 mm, 9,5
mm a 2.4 mm e 9,5 mm a 1,2 mm.
25
Li (2009, apud BATEZINI, 2013, p.29), apresenta três curvas granulométricas
com o diâmetro máximo de agregado empregado igual a 19 mm. Tais curvas já foram
empregadas na produção de concretos permeáveis e são apresentadas na Figura 4.
Figura 4 – Curvas granulométricas possíveis de utilizar em misturas de concreto permeável
Fonte: Li (2009, apud BATEZINI, 2013, p.29)
Uma graduação estreita é uma interessante característica a ser observada, de
acordo com Tennis et al. (2004), pois agregados maiores fornecem uma superfície
mais áspera. Como o concreto permeável vem sendo amplamente utilizado em
estacionamentos, pavimentos e passarelas de pedestres, recomenda-se procurar o
menor agregado possível por razões estéticas e de conforto dos usuários.
Ainda conforme os autores, melhores resistências são alcançadas com
agregados arredondados, embora agregados angulares também sejam utilizados.
Assim como no concreto convencional, o concreto permeável exige que os agregados
estejam perto de uma condição de superfície seca ou monitoramento rigoroso da
umidade. O controle da água é importante em tais misturas, pois a água absorvida da
mistura pelos agregados que são muito secos pode levar a misturas com dificuldades
de compactação.
Apesar de ser conhecido como um concreto sem finos, a presença do agregado
fino na mistura é importante, pois aumenta a resistência na zona da interface entre o
agregado graúdo e a pasta. De acordo com Yang et al (2008, apud MONTEIRO, 2010,
p.14), ao aumentar a quantidade de finos, consequentemente há um aumento da
26
resistência a compressão, devido ao preenchimento dos espaços entre os agregados
graúdos e a pasta de cimento, melhorando a ligação entre os agregados. Entretanto,
ao aumentar a quantidade de material fino, diminui-se os vazios e a permeabilidade,
principal característica desse material.
2.2.1.3 Aditivos
As adições minerais são eficazes para aumentar a resistência à compressão e
tração no concreto, enquanto as químicas modificam resistências de pega e
endurecimento da pasta, influenciando na taxa de hidratação do cimento (METHA e
MONTEIRO, 2008).
Assim como no concreto convencional, os aditivos químicos são utilizados na
dosagem do concreto permeável a fim de se obter características especiais. Devido
ao tempo de pega que, no caso do concreto permeável ocorre rápido, retardadores
ou aditivos estabilizadores de hidratação são comumente utilizados (PERVIOUS
PAVEMENT, 2011)
A utilização de plastificantes segundo Ferguson (2005), pode reduzir a água de
amassamento com ganho na trabalhabilidade e aumentar o abatimento sem causar
perda da pasta de cimento do agregado. Por esta razão, aditivos retardadores são
utilizados durante o transporte de concretos porosos moldados in loco, atrasando o
tempo de pega do cimento e evitando a necessidade de um alto fator a/c.
De acordo com o Manual de Pavimentos Rígidos do Departamento Nacional de
Infraestrutura de Transportes - DNIT (2005) o uso de aditivos nos concretos
destinados à pavimentação é recomendável, sendo geralmente empregados aditivos
dos tipos redutor de água e incorporador de ar.
2.2.2 Características do concreto permeável
O concreto permeável possui características em seu estado fresco e em seu
estado endurecido. Pode-se citar no estado fresco elevada consistência, ou seja,
baixa trabalhabilidade, ao se comparar com o concreto convencional, sendo o
abatimento da mistura, normalmente, menos que 20 mm (ACI, 2006). Sendo assim, o
ACI (2008), sugere que o tempo de trabalho útil após o processo de mistura não
27
ultrapasse 60 minutos para misturas sem o uso de aditivos, e 90 minutos para misturas
com aditivos retardadores de pega.
No estado endurecido as principais propriedades deste tipo de concreto dizem
respeito a massa específica, índice de vazios, textura, permeabilidade, resistência e
durabilidade.
2.2.2.1 Massa específica e índice de vazios
A massa especifica e o índice de vazios dependem das propriedades e
proporções dos materiais utilizados na mistura e do grau de compactação utilizado no
processo de moldagem. As massas específicas aparentes variam de 1600 kg/m³ a
2000 kg/m³, para o concreto poroso no estado fresco (TENNIS et al., 2004).
O índice de vazios é a porcentagem de ar existente na mistura, sendo
diretamente relacionado à massa específica de uma determinada mistura de concreto
permeável. Depende de fatores como: agregados, granulometria, porcentagem de
material cimentício e compactação (ACI, 2006).
Batezini (2013), afirma que o índice de vazios afeta diretamente as
características de resistência mecânica. Entende-se que o material possui baixa
porosidade quando possui índice de vazios menor que 15%, sendo necessário que se
obtenha no mínimo 30% para que o concreto seja considerado de alta porosidade.
Para Tennis et al. (2004), pode-se adotar valores na ordem de 20% para o índice de
vazios, garantindo assim que o material possua boa resistência em conjunto com a
permeabilidade. Para os autores quando o concreto estiver curado o índice de vazios
varia entre 15% e 25% e o fluxo de água gira em torno de 200 l/m²/min.
2.2.2.2 Textura
Com relação à textura do concreto permeável, de acordo com Batezini (2013,
p.31):
O concreto permeável é caracterizado por apresentar uma textura superficial diferenciada quando comparado ao concreto convencional. Esta diferença está associada a pequena ou nula quantidade de agregados miúdos na sua composição, o que proporciona uma superfície mais rugosa, elevando o coeficiente de atrito. Este tipo de textura pode trazer benefícios relativos à segurança do usuário, principalmente em períodos chuvosos ou em
28
ocorrências de neve e gelo na pista, uma vez que, além do maior coeficiente de atrito atribuído à estrutura mais rugosa, a condição permeável do concreto pode ser bastante efetiva na diminuição dos riscos de hidroplanagem. Isso ocorre porque a água proveniente das intempéries percola pelo revestimento permeável do pavimento não permanecendo na sua superfície, o que evita a formação de poças d’água e diminui a ocorrência do fenômeno de spray.
De acordo com a American Concrete Pavement Association (2006), devido à
textura do concreto, este pode ser utilizado como material de revestimento, pois reduz
a aquaplanagem e minimiza o ruído dos pneus no pavimento.
2.2.2.3 Permeabilidade
A condutividade hidráulica, também conhecida como coeficiente de
permeabilidade, é um dos parâmetros mais importantes do concreto permeável e pode
ser definida como a taxa de infiltração de água através de sua estrutura. Conforme
Tennis et al. (2004), são considerados valores típicos de coeficiente de
permeabilidade a variação entre 0,21 cm/s e 0,54 cm/s, valores relativamente
superiores à capacidade de infiltração da maioria dos solos (LAMB, 2014). De acordo
com Bean et al. (2007, apud BATEZINI, 2013, p.31), valores em campo podem variar
de 0,07 cm/s a 0,77 cm/s.
O coeficiente de permeabilidade indica a velocidade de infiltração de água no
solo (PINTO, 2002). Esta informação é importante para o dimensionamento do
sistema na fase de projeto e também após a execução, possibilitando o
acompanhamento do pavimento ao longo da sua vida útil (MARCHIONI e SILVA,
2013).
De acordo com Marchioni e Silva (2013), o coeficiente de permeabilidade pode
ser determinado em laboratório por meio de permeâmetros de carga constante ou
variável, a depender do tipo de material. Batezini (2013) observa que este tipo de
ensaio é utilizado em laboratório devido à sua praticidade, mas que é possível
determinar o parâmetro de condutividade hidráulica de diversas maneiras.
Segundo a Norma Brasileira (NBR) 16416 (ABNT,2015), que trata quanto aos
requisitos mínimos exigíveis ao projeto, especificação, execução e manutenção dos
pavimentos permeáveis, o pavimento permeável, independentemente do tipo de
revestimento adotado, deve apresentar, quando recém construído, coeficiente de
permeabilidade maior que 10-3 m/s. A avaliação do coeficiente em laboratório serve
29
apenas para a aprovação preliminar dos materiais de revestimento e simulação das
condições de permeabilidade do pavimento, a aprovação final deve ser realizada em
campo, após a execução da estrutura.
Desta forma, a avaliação do coeficiente de permeabilidade deve ser feita também
em pavimentos permeáveis já executados, e em placas de concreto permeável de
pistas experimentais. Nesse processo é apoiado um cilindro de policloreto de vinil
(PVC) sobre a superfície da placa e adicionado água, com o objetivo de avaliar a
infiltração. Tal procedimento reduz discrepâncias de resultados que possam ocorrer
nos ensaios de corpos de prova cilíndricos executados em laboratório, servindo ainda,
para aprovação do pavimento após a sua execução e no monitoramento ao longo da
utilização do pavimento. A necessidade de manutenção e limpeza do pavimento
também pode ser avaliada a partir deste ensaio (BATEZINI, 2013; MARCHIONI E
SILVA, 2013).
Como um dos principais problemas encontrados com relação à drenabilidade
deste tipo de pavimento está a selagem da superfície da camada de revestimento.
Esse tipo de situação é comum quando há excesso de compactação da superfície durante as etapas do processo construtivo. Quando a superfície está selada, os vazios ficam entupidos e, consequentemente, toda a camada de revestimento se torna impermeável. Esta condição pode ser determinada por meio de uma avaliação visual de condição de superfície do pavimento acabado, quando se verifica a existência de poças d’água, por exemplo. A permeabilidade pode ser alterada ao longo do tempo, geralmente decorrente da incrustação de partículas de areia ou solo nos poros do revestimento de concreto permeável. (HENDERSON et al., 2009 apud BATEZINI, 2013, p.33).
2.2.2.4 Resistência
As misturas de concreto permeável de acordo com a norma americana ACI
(2006), tendem a desenvolver resistências a compressão entre 2,8 e 28 MPa.
Entretanto, Polastre e Santos (2006) afirmam que em média, os concretos produzidos
possuem resistência de aproximadamente 25 MPa. Assim, Höltz (2011) garante que
apesar da tendência ser a alta porosidade diminuir a resistência da mistura, se bem
dosado, o concreto pode garantir uma boa resistência.
Assim como nos concretos convencionais, as propriedades e proporções dos
materiais utilizados na mistura, bem como as técnicas de execução e as condições
ambientais em que o pavimento é executado irão influenciar no valor da resistência
(TENNIS et al., 2004).
30
Para que o concreto permeável possa ser utilizado como pavimento, algumas
características de comportamento estrutural são importantes, como a resistência
mecânica, principalmente de tração na flexão e as propriedades elásticas. Estas
características podem ser influenciadas por diversos fatores, por isso deve-se dar
atenção especial principalmente ao índice de vazios da mistura.
Em função da irregularidade observada nos corpos de prova, a execução deste
tipo de ensaio em laboratório torna-se difícil, e devido a isso, o que se observa é uma
escassez de resultados quanto a estes parâmetros. Assim, o mais comum são
estudos referentes a resistência à compressão e às condições de permeabilidade das
misturas (BATEZINI, 2013).
Kevern et al. (2009, apud BATEZINI, 2013, p.38), em sua revisão bibliográfica,
observou que as misturas de concretos permeáveis compostas basicamente de
agregado graúdo com distribuição granulométrica uniforme, e elevada condutividade
hidráulica, apresentavam baixas resistências à compressão (6,5 MPa e 17,5 MPa).
Em consequência, ao final da década de 90, 75% dos pavimentos porosos dos EUA
apresentavam problemas, em função das baixas resistências e elevado índice de
vazios.
Comparando os dados dos EUA à outras regiões do mundo, Beeldens (2001),
afirma que em países como Japão, Austrália e na Europa, as misturas de concreto
permeável conseguiam chegar a resistências à compressão na ordem de 32 MPa,
porém com taxas de infiltração menores quando comparadas aos traços americanos.
Os efeitos da energia de compactação, observados por Schaefer et al. (2006),
onde o autor testou resistência à compressão e resistência à tração por compressão
diametral, demostram que em geral, os resultados obtidos para compactação regular
se correlacionam melhor do que os resultados obtidos para energia de compactação
baixa. O que permite afirmar que, quanto menor a energia de compactação maior será
a dispersão dos resultados para estes parâmetros.
Devido à estas discrepâncias de resultados percebe-se a necessidade de
aprofundar os estudos para melhor compreensão da relação entre permeabilidade e
resistência, uma vez que o material precisa das duas características funcionando
juntas para permitir o tráfego e a percolação das águas pluviais. Somente assim, pode-
se definir as proporções e os tipos de materiais adequados a serem utilizados no
processo de dosagem (BATEZINI, 2013).
31
Dellate et al. (2009 apud BATEZINI, 2013, p.39), observou e ensaiou corpos de
prova retirados de vinte pistas diferentes revestidas com concreto permeável nos
EUA. Com os ensaios, percebeu que as resistências à compressão e à tração na
flexão, são inversamente proporcionais ao volume de vazios existente, ou seja, quanto
maior o volume de vazios, menor a resistência mecânica. Tais resultados podem ser
observados na Figura 5.
Figura 5 – Resistência à compressão (dividido por 10) e resistência à tração na flexão em função da variação do índice de vazios
Fonte: Batezini (2013). Adaptado de Dellate et al. (2009)
A NBR 16416 (ABNT,2015) estabelece que para pavimentos de concreto
permeável moldados in loco a resistência à tração na flexão deve atingir no mínimo
1,0 MPa e 2,0 MPa para que este possa ser utilizado para tráfego de pedestres e de
veículos leves, respectivamente. O recomendado, segundo Batezini (2013), é que o
concreto permeável atinja resistência média à tração entre 4,0 MPa e 5,0 MPa para
ser utilizado em tráfego de veículos pesados.
De acordo com o Manual de Pavimentos Rígidos do DNIT (2005), o concreto
empregado na execução de pavimentos deve apresentar a resistência característica
à tração na flexão na ordem de 4,5 MPa, sendo este o principal resultado para o
dimensionamento do pavimento. Já a resistência característica à compressão axial
deve se manter em torno de 35 MPa para pavimentos rígidos de concreto simples.
32
2.2.2.5 Durabilidade
A durabilidade do pavimento de concreto permeável refere-se à vida útil sob
determinadas condições ambientais. Efeitos físicos, como temperaturas extremas e
efeitos químicos, como ataques de sulfatos e ácidos, influenciam negativamente a
durabilidade do concreto (ACI, 2006).
Com relação à durabilidade dos pavimentos de concreto permeável, Tennis et
al. (2004) exemplifica alguns dos fatores que podem reduzir a durabilidade do
pavimento, sendo eles:
Resistência ao sulfato: Produtos agressivos presentes no solo ou na água
tais como ácidos e sulfatos, são prejudiciais para o concreto permeável,
assim como para o concreto convencional. No entanto, devido à estrutura
aberta do concreto permeável, este se torna mais suscetível a ataques, os
quais ocorrem em uma área relativamente maior. Desta forma, o pavimento
pode ser usado em solos com alto teor de sulfatos, desde que possua
isolamento e a camada de base seja dimensionada adequadamente; e
Resistência à abrasão: Devido à sua estrutura aberta e a textura mais
áspera, a abrasão pode ser um problema neste tipo de pavimento. Desta
forma, é importante que seja executado um acabamento superficial antes
da abertura para o tráfego, assim como compactação e cura adequadas
durante a execução. Assim, evita-se que os agregados se soltem do
pavimento devido às cargas do tráfego.
Em geral, a manutenção do pavimento consiste em evitar que os poros fiquem
obstruídos, para isso é fundamental que sejam tomados os devidos cuidados nas
etapas de construção, evitando problemas futuros e garantindo maior durabilidade à
estrutura.
2.3 Métodos de construção de pavimentos de concreto permeável
Conforme mencionado anteriormente, o concreto permeável é composto de
Cimento Portland, agregado graúdo, pouco ou nada de agregado miúdo, água e pode
ou não possuir aditivos. O revestimento deve permitir a passagem rápida da água,
garantindo que 100% da água superficial infiltre e fique armazenada na estrutura do
33
pavimento até escoar, funcionando como uma caixa de retardo (MARCHIONI E
SILVA, 2013).
A estrutura do pavimento, conforme Marchioni e Silva (2013), deve ser
dimensionada considerando-se a precipitação do local e as características do subleito,
além das condições de tráfego às quais o pavimento estará sujeito. Deve-se ter
atenção aos materiais utilizados na camada de base, onde o volume de vazios dos
agregados deve ser superior a 30%.
Com relação aos critérios de projeto, dois fatores determinam a espessura dos
pavimentos permeáveis: as propriedades hidráulicas, como permeabilidade e número
de vazios, e as propriedades mecânicas, como resistência e rigidez. O concreto da
camada superior deve ser projetado para suportar as cargas provenientes do tráfego
e ao mesmo tempo contribuir positivamente no gerenciamento das águas pluviais.
Logo, o projetista deve analisar as duas condições separadamente e determinar a
espessura do pavimento conforme a pior situação de projeto (PERVIOUS
PAVEMENT, 2011).
A estrutura típica de um pavimento permeável pode ser observada na Figura 6.
A primeira camada é composta pelo revestimento, utilizando concreto permeável, em
seguida tem-se uma camada de base apoiada no subleito, composta de agregados e
que servirá de reservatório de acumulação de água. A tubulação de drenagem pode
ser adicionada a camada de base, conforme a necessidade.
Figura 6 – Estrutura de um pavimento permeável
Fonte: Marchioni e Silva (2013)
34
De acordo com a NBR 16416 (ABNT, 2015), os pavimentos permeáveis podem
ser classificados em três tipos: os pavimentos de infiltração total, onde toda a água
precipitada chega ao subleito e se infiltra; de infiltração parcial, onde parte da água
precipitada alcança o subleito e se infiltra e outra parte fica armazenada
temporariamente na estrutura, sendo depois removida pelo dreno; e sem infiltração,
onde toda a água precipitada fica temporariamente armazenada na estrutura, sem
infiltrar no subleito, sendo depois removida pelo dreno.
De acordo com Batezini (2013), os procedimentos de dosagem, controle
tecnológico em obra e produção do revestimento em concreto permeável, ainda são
realizados empiricamente, uma vez que as definições metodológicas e técnicas para
a realização dos serviços de dosagem e execução ainda estão sendo estudadas e
adaptadas.
Segundo a American Concrete Pavement Association (2006), há cinco passos
fundamentais que precisam ser seguidos na concepção de um pavimento permeável,
sendo eles:
Pré-tratamento: Em pavimentos de concreto permeável, o próprio
pavimento atua como um pré-tratamento da água para o reservatório de
acumulação;
Tratamento: O reservatório de pedra drenante abaixo da superfície do
pavimento deve ser dimensionado para atenuar fluxos de tempestade,
armazenando a água precipitada nos vazios gerados entre os agregados
graúdos na camada de base;
Transporte: A água precipitada chega ao reservatório através da superfície
do pavimento e se infiltra no subleito. É indicado que sejam utilizadas
mantas geotêxteis entre o solo e o reservatório, para evitar a exsudação do
solo. Outra forma de transportar a água acumulada no reservatório é por
meio de dispositivos de drenagem, que desviam o fluxo de água para áreas
de captação ou redes de drenagem;
Redução de manutenção: Para que o sistema funcione adequadamente é
necessário que se façam as devidas manutenções. Para isso, é
recomendado que sejam feitas periodicamente aspirações ou lavagem sob
pressão para limpeza dos poros; e
35
Paisagismo: É importante que sejam tomados os devidos cuidados com
relação ao entorno do pavimento permeável, como por exemplo, evitar que
hajam materiais em zonas mais altas que possam vir a sedimentar sobre o
pavimento e causar o entupimento dos poros, fazendo com que o sistema
perca sua funcionalidade.
A seguir são apresentadas as principais fases de execução de um pavimento
permeável segundo Batezini (2013), sendo elas: preparação do subleito, mistura,
transporte, lançamento e acabamento superficial.
2.3.1 Preparação do subleito
A uniformidade do subleito é extremamente importe para a execução do
pavimento permeável. O subleito deve ser adequadamente compactado após a
remoção de irregularidades para que possa absorver os esforços gerados pelo tráfego
dos veículos. O grau de compactação sugerido por Tennis et al. (2004), varia de 90%
a 95% com relação a massa específica aparente seca teórica de laboratório.
Devido ao elevado número de vazios e baixa relação a/c do concreto permeável,
deve-se tomar cuidado para que não ocorra a perda de água prematura do pavimento.
Dessa maneira, Batezini (2013) recomenda que,
o subleito necessita estar pré-umedecido (evitando excesso de água) para que a água da superfície inferior do concreto não seja removida rapidamente de sua estrutura, prejudicando o processo de hidratação do cimento (consideração para quando o concreto for apoiado diretamente sobre o subleito). Este procedimento é considerado importante quando da execução de pavimentos convencionais, porém é ainda mais importante para o caso do concreto permeável, uma vez que este possui índice de vazios elevado, facilitando a fuga da água através de sua estrutura porosa, o que pode causar redução de sua resistência mecânica e durabilidade.
De acordo com o ACI (2006), além da uniformidade é importante que o subleito
não apresente formação de lama e nem esteja saturado para o início da concretagem.
Recomenda-se ainda, que acima do subleito seja executada uma camada de material
granular, com no mínimo 15 cm de espessura e sem a presença de material fino.
36
2.3.2 Dosagem e mistura
Conforme Tennis et al. (2004), o controle dos materiais utilizados na dosagem e
a água na preparação da mistura são fundamentais para definir as propriedades do
concreto. A água deve ser adicionada em um intervalo estreito para que a resistência
e a permeabilidade sejam adequadas e não ocorra o desprendimento dos agregados
da pasta, evitando assim, a obstrução dos poros.
O nível de umidade do agregado deve ser cuidadosamente monitorado, já que
tanto a água absorvida por ele, quanto o excesso de umidade fornecido pelo
agregado, podem ser prejudiciais para a mistura. Em algumas ocasiões, pequenos
ajustes no teor de água da mistura podem ser necessários para obter a consistência
adequada. No entanto, tal alteração deve ser rigorosamente controlada, pois adições
de água no local de trabalho podem ser difíceis de controlar (PERVIOUS PAVEMENT,
2011).
Ainda de acordo com o Pervious Pavement (2011), é necessário que seja feito
um ensaio de peso unitário para garantir que os materiais estejam nas proporções
corretas. Se este estiver entre 1600 kg/m³ e 2000 kg/m³ é provável que a mistura tenha
sido feita corretamente. As proporções de agregado e cimento utilizados na mistura
devem ser estabelecidas por meio de testes e pela experiência com os materiais
disponíveis próximo ao local de aplicação.
2.3.3 Transporte
Devido à baixa quantidade de água na mistura deve-se ter cuidado especial com
relação ao transporte do concreto permeável à obra, quando este for industrializado,
devendo ser completamente descarregado em no máximo uma hora após o início do
processo de mistura, evitando assim alterações em sua consistência. Consegue-se
prolongar este tempo de transporte utilizando aditivos retardadores de pega. Outro
cuidado importante diz respeito ao tempo útil de utilização da mistura em locais que
possuam temperaturas ambientais altas e velocidade do vento elevadas, já que a
mistura pode secar precocemente (BATEZINI, 2013).
37
2.3.4 Lançamento e consolidação
Assim como na construção de pavimentos convencionais de concreto, há uma
variedade de técnicas que podem ser utilizadas, as quais são desenvolvidas para se
adequarem às condições específicas do canteiro de obras (PERVIOUS PAVEMENT,
2011).
De acordo com Batezini (2013), o método mais comum para lançamento de
concreto permeável é manual, com instalação de formas laterais. Devem ser previstos
os acessos de caminhões até a pista de lançamento, uma vez que este tipo de material
não pode ser bombeado e necessita ser descarregado próximo ao local de aplicação.
Após descarregado, o material pode ser espalhado manualmente no interior das
formas.
O lançamento do concreto deve ocorrer de forma bastante rápida, já que pode
ocorrer a secagem da fina camada da pasta de cimento, resultando num efeito
negativo de perda de resistência (BROOK, 1982).
Como método de controle, todas as cargas de concreto permeável devem ser
inspecionadas visualmente para verificação de consistência e da condição de abertura
dos agregados. Para este tipo de material o ensaio de abatimento de cone,
usualmente empregado para controle tecnológico de concretos convencionais, não é
empregável, devido à baixa relação a/c do concreto permeável. (BATEZINI, 2013).
Como método de compactação podem ser utilizadas placas espaçadoras de 2,5
a 5,0 cm no topo das formas e realizar o nivelamento do concreto com régua vibratória.
Após, remove-se a placa e compacta-se a superfície com um rolo de metal leve,
conforme demonstra a Figura 7. O rolo de metal compacta a superfície até o nível das
formas, sendo recomendado que o procedimento seja realizado em até 15 minutos,
devido ao rápido endurecimento, altas taxas de evaporação e atrasos na
consolidação, que podem causar problemas no pavimento (BATEZINI, 2013;
PERVIOUS PAVEMENT, 2011; TENNIS et al., 2004).
Após todo o processo de lançamento, compactação e nivelamento do pavimento,
é necessário que sejam feitas juntas de dilatação, assim como no concreto
convencional. Entretanto, como a retração no concreto permeável é menor do que no
concreto convencional, a distância entre as juntas pode ser maior, sendo
recomendado espaçamento entre juntas de 6 metros (TENNIS et al., 2004).
38
Na Figura 8 observa-se a execução da junta logo após a consolidação, utilizando
o procedimento de corte das placas, que deve ser realizado antes do início de pega.
Figura 7 – Execução de pavimento em concreto permeável com compactação por rolo metálico
Fonte: www.perviouspavement.org
Figura 8 – Execução de junta por corte das placas
Fonte: Batezini (2013). Adaptado de Youngs (2005)
39
Outra maneira de executar a junta é pelo posicionamento de formas previamente
ao lançamento do concreto, sendo esta a opção preferida por evitar possíveis quebras
nas juntas que podem vir a ocorrer durante o processo de corte (BATEZINI, 2013).
O processo de cura do concreto permeável é maior do que o tempo de cura do
concreto convencional, sendo recomendado ao fim da concretagem cobrir o material
com uma lona plástica pelo período de sete dias. A lona auxilia no processo de cura
e evita que ocorra perda de água da mistura por evaporação. Após o período de sete
dias, o pavimento pode ser aberto ao tráfego (ACI, 2006; TENNIS et al., 2004).
2.3.5 Acabamento superficial
Tennis et al. (2004) afirmam que normalmente os pavimentos de concreto
permeável não possuem o mesmo acabamento superficial dado aos pavimentos de
concreto convencionais, já que tais procedimentos podem vir a fechar os poros do
concreto, fazendo-o perder sua funcionalidade.
Assim, o concreto permeável recebe o acabamento por meio de compactação,
deixando a superfície mais áspera, porém melhorando a tração e não prejudicando o
tráfego. Algumas técnicas recentes compactam o material e deixam sua superfície
mais lisa, evitando o desconfortando do usuário ao trafegar pelo pavimento.
2.4 Métodos de dosagem de pavimentos permeáveis
O processo de dosagem do concreto permeável ainda é feito de forma empírica
no Brasil, pois não há uma norma específica que recomende os parâmetros de
dosagem adequados, como ocorre com os concretos convencionais. Sabe-se que,
para o concreto possuir permeabilidade é necessário que haja uma porcentagem
adequada de vazios na mistura, permitindo a percolação da água.
Sendo assim, para que tal propriedade seja eficiente, é necessário que não haja
a presença de agregado miúdo na mistura, ou que este seja adicionado em pequenas
proporções. Entretanto, quanto maior for o índice de vazios, menor será a resistência
da mistura, resultando em um material mais frágil.
De acordo com o Manual de Pavimentos Rígidos do DNIT (2005) o concreto
utilizado para pavimentação deve apresentar baixa variação volumétrica,
trabalhabilidade compatível com o equipamento que irá espalhar a mistura,
40
adensamento e acabamento que garantam maior durabilidade e um consumo de
cimento maior ou igual a 320 kg/m³.
Para que tais condições sejam alcançadas, é necessário estudar
cuidadosamente o traço do concreto, levando em conta o tipo e a eficiência do
cimento, conteúdo de água, temperatura do concreto e dos materiais, tipos de aditivos
e métodos de cura, devendo ao fim do processo ser verificadas as propriedades do
concreto.
Höltz (2011) realizou um estudo com diferentes traços de concreto permeável,
onde desenvolveu estudos de resistência e permeabilidade. Primeiramente o autor
utilizou 12 traços, variando a proporção cimento/agregado e a relação a/c e usando
brita 1 e Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V – ARI) na mistura.
A maior resistência à compressão encontrada para os traços testados nesta
etapa foi de 9,05 MPa, com o traço 1:5 (cimento:agregado) e a relação a/c igual a
0,35. Para dar continuidade a sua pesquisa, Höltz (2011) decidiu verificar a influência
da adição de brita 0 e areia na mistura utilizando o traço 1:4 e relação a/c de 0,30.
Através dos resultados obtidos pelo autor em suas diferentes misturas, constata-
se que a areia favoreceu a resistência dos traços com brita 1, entretanto os traços
com brita 0 se mostraram mais resistentes devido ao melhor encaixe dos agregados.
Com relação ao tipo de vibração, o referido autor verificou a sua interferência em
três formas de compactação: sem vibrar, com uso de vibrador tipo agulha com
diâmetro de 25 mm e com mesa vibratória (10 segundos por camada). De acordo com
os resultados, o meio de compactação que se mostrou mais eficiente foi por mesa
vibratória, onde é empregado um tempo de vibração pequeno para que não haja
segregação dos materiais presentes no concreto.
Batezini (2013) realizou seu estudo com o foco voltado para a influência do
tamanho dos agregados utilizados na mistura, verificando que para uma proporção
cimento/agregado de 1:4,44 e relação a/c de 0,30, não há muita variação nos
resultados de resistência à compressão dos corpos de prova ao variar proporções de
agregados com tamanhos entre 4,8 mm e 9,5 mm.
As amostras estudadas foram compactadas conforme sugestão de Suleiman et
al. (2006), onde os autores verificaram melhoras na resistência mecânica do material
após a cura e sem comprometer a sua condutividade hidráulica. Para tal, as amostras
foram moldadas com 15 golpes de bastão metálico em cada uma das três camadas
do corpo de prova cilíndrico e posterior vibração por 10 segundos em mesa vibratória.
41
Os corpos de prova prismáticos foram compactados em duas camadas iguais, com
25 golpes de bastão por camada e posterior vibração igual à utilizada para os corpos
de prova cilíndricos.
O autor verificou ainda que para o traço estudado as misturas apresentaram
boas propriedades drenantes, sugerindo que para tal traço a adição de certa
quantidade de agregado miúdo, bem como de aditivos, pode melhorar sua resistência
mecânica, mantendo a condutividade hidráulica compatível com aquelas utilizadas na
prática. Conforme descrito anteriormente, segundo o autor o recomendado seria uma
resistência média a tração entre 4,0 e 5,0 MPa para o tráfego de veículos pesados.
Rison et al (2018), também avaliou a influência da distribuição granulométrica do
agregado graúdo nas propriedades do concreto permeável, utilizando seis
granulometrias distintas de agregado, 9,5, 12,5 e 19,0 mm, contínua e descontínua.
Foram avaliadas várias propriedades e concluiu-se que com o uso da menor
granulometria foi obtida a maior resistência à compressão e flexão, para o traço 1:3,26,
devido a melhor acomodação dos grãos e menor índice de vazios na mistura.
O autor observou ainda que, com relação a granulometria, houve uma variação
significativa do índice de vazios, sendo que a contínua apresentou menores valores
que a descontínua. Já com relação à resistência à compressão e flexão, a
granulometria contínua apresentou valores superiores aos da granulometria
descontínua.
Segundo estudo realizado por Lian e Zhuge (2010), onde os autores avaliaram
a resistência à compressão e a permeabilidade para diferentes tipos de agregados e
graduações, o uso do agregado de um único tamanho favoreceu a permeabilidade. O
agregado com partículas variando entre 9,5 mm e 4,8 mm produziu um aumento da
resistência à compressão e diminuiu a permeabilidade, enquanto o agregado bem
graduado causou a diminuição da resistência à compressão axial e tração na flexão
do concreto poroso.
A utilização de outros materiais na mistura, como sílica ativa em conjunto com
superplastificantes leva a um aumento da resistência à compressão, conforme Lian e
Zhuge (2010). Isto se deve ao fato de as partículas de sílica ativa serem distribuídas
uniformemente e preencherem os capilares da pasta de cimento sem perda da
permeabilidade. Entretanto, foi verificado que para ser eficiente, a proporção de sílica
ativa deve ser de 7%, utilizada em conjunto com o superplastificante na proporção de
0,8%.
42
3 METODOLOGIA
Neste capítulo é apresentada a metodologia seguida na pesquisa, indicando os
procedimentos adotados na realização do trabalho, por meio da descrição dos estudos
preliminares e definitivos, caracterização dos materiais a serem utilizados na mistura,
métodos de dosagem, moldagem dos corpos de prova e ensaios realizados.
3.1 Caracterização da pesquisa
A presente pesquisa teve o objetivo de estudar a dosagem e definir um traço de
concreto permeável de alta resistência para utilização em pavimentos com tráfego de
veículos pesados, que atendesse simultaneamente aos parâmetros de resistência e
permeabilidade exigidos na normalização brasileira. Para tanto, buscou-se
primeiramente analisar os materiais constituintes dos traços estudados, definindo as
proporções a serem utilizadas na mistura, bem como as características e propriedades
resultantes da união de tais materiais, a partir de ensaios de caracterização e de
resistência mecânica. Desta forma, a pesquisa pode ser classificada como descritiva,
de caráter quantitativo, englobando coleta de dados, análise e interpretação de
resultados e comparando-os por meio de cálculos a uma base de referência.
3.2 Materiais utilizados
Foram desenvolvidos diferentes traços de concreto permeável com o objetivo de
criar uma curva de resistência em função da compactação e permeabilidade,
buscando definir um traço que atingisse alta resistência e fosse permeável. Para a
moldagem dos corpos de prova ensaiados foram utilizados: agregado graúdo,
agregado miúdo, Cimento Portland, material pozolânico, água e aditivos.
3.2.1 Agregados
Como ensaios de caracterização foram realizadas as análises granulométricas
dos agregados miúdos e graúdos e o ensaio de massa específica dos agregados
miúdos.
43
O ensaio especificado pela norma NBR NM 248 (ABNT, 2003) tem como objetivo
a determinação da curva granulométrica dos agregados graúdos e miúdos utilizados
no concreto. Tal ensaio consiste basicamente no peneiramento de uma determinada
amostra representativa seguindo os procedimentos descritos na norma.
3.2.1.1 Agregado graúdo
O agregado graúdo utilizado na dosagem do concreto permeável foi rocha
basáltica, classificada como brita 0. Conforme a NBR 7211 (ABNT, 2009), define-se
como agregado graúdo os grãos que passam pela peneira com abertura de malha de
75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 4,75 mm.
Para a execução do ensaio, a brita foi primeiramente seca em estufa e em
seguida foram pesadas duas amostras de material, as quais passou-se
separadamente nas peneiras de malha 25 mm a 1,18 mm. Optou-se por utilizar as
peneiras de malha 2,4 mm e 1,18 mm além das peneiras especificadas em norma, a
fim de obter-se uma curva granulométrica mais precisa. As peneiras foram encaixadas
com abertura de malhas em ordem crescente da base ao topo e em seguida agitadas
manualmente por tempo superior a 2 minutos.
Após, o material retido em cada uma das peneiras foi pesado utilizando uma
balança digital para determinação da massa do mesmo. Com os valores da massa,
obtiveram-se as porcentagens retidas em cada peneira e a curva granulométrica do
agregado.
O módulo de finura do agregado e a dimensão máxima característica foram
determinadas conforme a NBR 7211 (ABNT, 2009). O módulo de finura corresponde
a soma das porcentagens retidas acumuladas do agregado em cada uma das
peneiras da série normal, sendo esta dividida por 100, enquanto a dimensão máxima
característica corresponde a dimensão da abertura da peneira da série normal ou
intermediária na qual fica retida acumulada uma porcentagem igual ou imediatamente
inferior a 5% da massa total do agregado.
A massa específica do agregado graúdo foi obtida conforme a NBR NM 53
(ABNT, 2009) e o teor de material pulverulento pela norma NBR NM 46 (ABNT, 2003).
44
3.2.1.2 Agregado miúdo
Os agregados miúdos utilizados na dosagem do concreto poroso foram a areia
natural média e a areia industrial média grossa, obtida a partir da britagem de rochas
basálticas. Conforme a NBR 7211 (ABNT, 2009), agregado miúdo é aquele cujos
grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos na
peneira de malha 0,15 mm. O procedimento de ensaio segue o mesmo processo
apresentado no ensaio de agregados graúdos, porém neste ensaio utilizaram-se as
peneiras de malha 4,75 mm até 0,15 mm, já que por definição o agregado miúdo tem
partículas menores que 4,75 mm.
Após a realização do procedimento traçou-se a curva granulométrica dos dois
tipos de areia e determinou-se o módulo de finura e a dimensão máxima característica.
O ensaio de massa específica dos agregados miúdos foi realizado conforme os
procedimentos descritos na NBR NM 52 (ABNT, 2009) e o ensaio para definir o teor
de material pulverulento conforme NBR NM 46 (ABNT, 2003).
3.2.2 Cimento Portland
O cimento utilizado nos ensaios foi fornecido pela empresa Conpasul, localizada
na cidade de Santa Cruz do Sul, sendo coletado diretamente no silo de
armazenamento da empresa e transportado em tonéis plásticos devidamente
vedados, evitando a entrada de umidade. O cimento existente na empresa é do tipo
Cimento Portland Composto com Fíler (CP II F-40), da marca Itambé e os resultados
dos ensaios químicos e físicos do material foram fornecidos pela empresa que doou
o cimento para a pesquisa.
3.2.3 Material pozolânico
Na dosagem do concreto permeável foi realizada adição de material pozolânico
sendo este uma cinza mineral leve. A cinza também foi fornecida para o estudo pela
empresa Conpasul na forma a granel, coletada diretamente no silo de armazenagem
e transportada em tonéis plásticos vedados a fim de se manter a amostra em estado
seco. Os ensaios de determinação das propriedades físicas e químicas deste material
foram realizados pela própria empresa e fornecidos para o presente estudo.
45
3.2.4 Água
A água utilizada para a moldagem do concreto foi proveniente da rede de
abastecimento da Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC).
3.2.5 Aditivos
O aditivo utilizado durante a execução do trabalho foi o aditivo Eucon® DC 56
da empresa Viapol. Este produto, conforme o fabricante, é um aditivo híbrido
composto por policarboxilatos de altíssimo desempenho e outros componentes que
atuam proporcionando maior eficiência para produção de concreto semi-seco. Ele
auxilia na compactação e incorpora ar na mistura, melhora o acabamento das bordas
e quinas das peças, reduzindo falhas e é compatível com todos os tipos de cimento
Portland.
O Eucon® DC 56 atende aos requisitos da NBR 11768 (ABNT, 2011) e possui
algumas vantagens, como:
Maior facilidade de extrusão e moldagem;
Aumenta a coesão do concreto, reduzindo “desmoronamentos” dos
alvéolos;
Altíssima resistência mecânica inicial e alta resistência mecânica final;
Baixa manutenção de trabalhabilidade (tempo de pega acelerado);
Alta redução da água de amassamento;
Redução do potencial de retração e a formação de fissuras;
Aumento da durabilidade das peças concretadas; e
Aumento da vida útil.
3.3 Dosagem
3.3.1 Estudo preliminar – comparativo de permeabilidade
O processo de dosagem ocorreu em duas etapas, o estudo preliminar consistiu
na elaboração de seis traços de concreto permeável, variando as proporções de
agregado miúdo na mistura. Nesta etapa, o foco foi realizar um comparativo de
46
permeabilidade do material em função das adições de agregado miúdo e correlacionar
com a resistência mecânica, a fim de definir qual dos traços possuía melhores
características mecânicas em conjunto com a porosidade.
No primeiro traço 100% do agregado utilizado no concreto foi o graúdo, sendo
este apenas a brita 0. A partir deste, aumentou-se a proporção de agregado miúdo,
sendo eles a areia natural média e a areia industrial média grossa. A proporção de
agregado miúdo utilizada nos traços seguintes foi de 5%, 10%, 15%, 20% e 25%, do
total de agregado utilizado no concreto, sendo tal proporção dividida entre os dois
tipos de areia.
Foi mantido nos traços um teor de aglomerantes, ou seja, cimento e material
pozolânico, de 425 kg/m³, sendo que o aditivo foi dosado em 0,3% sobre a massa de
aglomerantes. Os seis traços utilizados nesta etapa encontram-se na Tabela 5.
Tabela 5 – Traços utilizados no estudo comparativo de permeabilidade
Fonte: Autor (2019).
Houveram variações no fator a/c conforme o traço, tendo este se mantido entre
0,35 e 0,43. Iniciou-se a moldagem com o fator a/c igual 0,30, porém constatou-se a
necessidade de a água ser ajustada a fim de alcançar a consistência ideal da mistura,
conforme demostra a Figura 9. A verificação da trabalhabilidade pelo ensaio de
abatimento de tronco de cone, slump-test não se aplica para este tipo de concreto.
3.3.2 Estudo definitivo – comparativo de resistência
Após a realização dos ensaios de caracterização apresentados posteriormente
no item 3.5 escolheu-se a composição com comportamento de permeabilidade e
resistência satisfatórios para dar continuidade aos estudos, onde o foco então, foi
TRAÇO CIMENTO POZOLANA
AREIA
INDUSTRIAL
GROSSA
AREIA
NATURAL
MÉDIA
BRITA 0 FATOR A/C
TEOR DE
ARGAMASSA
(%)
T0 0,905 0,095 - - 4,813 0,398 17,2
T5 0,905 0,095 0,118 0,118 4,513 0,350 21,5
T10 0,905 0,095 0,235 0,235 4,215 0,385 25,9
T15 0,905 0,095 0,353 0,353 3,915 0,390 30,4
T20 0,905 0,095 0,471 0,471 3,615 0,380 35,0
T25 0,905 0,095 0,588 0,588 3,318 0,430 39,6
47
realizar um comparativo de resistência, variando dentro do mesmo traço apenas o
consumo de cimento.
A partir deste, foram elaborados mais quatro traços, porém nesta etapa variou-
se o teor de agregados para os aglomerantes (M), variando em busca de se criar uma
curva de dosagem, ou seja, um traço com diferentes consumos de cimento e
pozolana. Para tal, manteve-se o teor de aditivo em 0,3% sobre a massa de
aglomerantes e o teor de argamassa fixou-se em 35%, correspondente ao traço T20
do estudo preliminar, teor que se mostrou adequado na etapa de verificação da
permeabilidade.
Os quatro traços elaborados para o estudo comparativo de resistência
encontram-se na Tabela 6.
Tabela 6 – Traços utilizados no estudo comparativo de resistência
Fonte: Autor (2019).
3.4 Moldagem dos corpos de prova
O processo de mistura para a moldagem dos corpos de prova ensaiados seguiu
o utilizado por Batezini (2013) e criado por Schaefer et al. (2006). Segundo os estudos,
a ordem de mistura dos componentes altera as características do produto final, assim,
tal procedimento gera um ganho de resistência mecânica e condutividade hidráulica
ao material. O procedimento de mistura adotado foi como o apresentado a seguir:
Adicionou-se todo o agregado na betoneira com mais 5% do peso total do
cimento;
Misturou-se por 1 minuto;
Adicionou-se o restante dos materiais;
Misturou-se por 3 minutos;
Deixou-se a mistura em repouso por 3 minutos;
Misturou-se por mais 2 minutos.
TRAÇO
(1:M)CIMENTO POZOLANA
AREIA
INDUSTRIAL
GROSSA
AREIA
NATURAL
MÉDIA
BRITA 0FATOR
A/C
CONSUMO
DE CIMENTO
(kg/m³)
TEOR DE
ARGAMASSA
(%)
1:5,0 0,900 0,100 0,550 0,550 3,900 0,420 392
1:4,5 0,900 0,100 0,463 0,463 3,575 0,385 438
1:4,0 0,900 0,100 0,375 0,375 3,250 0,350 471
1:3,5 0,900 0,100 0,288 0,288 2,925 0,315 524
35,0
48
O controle da mistura foi por análise tátil-visual, onde a quantidade de água ideal
foi acertada aos poucos. Iniciou-se com determinada quantidade de água estimada e
foi-se adicionando água gradualmente até que os materiais estivessem envoltos em
uma pasta de cimento brilhosa (Figura 9). A consistência ideal foi alcançada quando
ao pegar o concreto na mão, este formou uma bola, sem desmoronar nem fluir pelos
vazios, conforme recomendado por Tennis et al. (2004).
Figura 9 – Consistência ideal para a mistura de concreto permeável
Fonte: Autor (2019).
Os corpos de prova cilíndricos moldados para os ensaios de resistência à
compressão axial e resistência à tração por compressão diametral, seguiram o
estabelecido pela NBR 5738 (ABNT, 2016) no que diz respeito às dimensões das
amostras. Desta forma, para tais amostras foram utilizadas as dimensões de 100 mm
de diâmetro por 200 mm de altura, respeitando-se com isso a relação altura/diâmetro
de 2.
A compactação do concreto permeável nos moldes cilíndricos ocorreu em três
camadas, onde cada camada foi compactada com 15 golpes utilizando o soquete
Marshall. Este método para compactação e adensamento dos corpos de prova, de
acordo com a bibliografia, proporciona melhores resultados de resistência mecânica
após a cura, sem comprometer a condutividade hidráulica do material. Os corpos de
prova foram desmoldados após 24 horas e permaneceram em processo de cura
úmida por imersão em água até a idade dos ensaios.
49
Na etapa de estudo preliminar, para cada um dos seis traços, foram moldados 8
corpos de prova cilíndricos, sendo 4 destes para o ensaio de resistência à compressão
axial e 4 para o ensaio de resistência à tração por compressão diametral. Já na
segunda etapa, de determinação dos traços que compõem a curva de resistência,
foram moldados 12 corpos de prova para cada um dos quatro traços, com 6
destinados a cada ensaio. Ao todo, foram moldados um total de 96 corpos de prova
cilíndricos iguais aos apresentados na Figura 10.
Figura 10 – Corpos de prova cilíndricos após a moldagem
Fonte: Autor (2019).
Os corpos de prova prismáticos utilizados para o ensaio de resistência à tração
na flexão foram moldados conforme recomendações da NBR 16416 (ABNT, 2015),
que estabelece as dimensões dos prismas de 100 mm x 100 mm x 400 mm. Foram
moldados 4 corpos de prova prismáticos para cada traço estudado, em ambas etapas
do estudo, resultando em um total de 40 corpos de prova.
O adensamento foi feito de modo a simular o adensamento previsto em campo,
buscando atingir em laboratório um índice de vazios e massa específica próximos aos
valores reais obtidos em campo. Para tal simulação, as amostras foram moldadas em
duas camadas com 25 golpes por camada, utilizando o soquete Marshall assim como
nos moldes cilíndricos.
50
Nas formas os corpos de prova foram cobertos com lona plástica por 24 horas
(Figura 11) e após a desforma permaneceram em processo de cura úmida até a idade
do ensaio. A fim de simular a cura em campo, os mesmos foram embalados em filme
plástico, conforme Figura 12.
Figura 11 – Corpos de prova prismáticos após a moldagem
Fonte: Autor (2019).
Figura 12 – Corpos de prova prismáticos embalados em filme plástico
Fonte: Autor (2019).
As placas utilizadas para o ensaio de permeabilidade foram moldadas com
dimensões de 400 mm x 400 mm x 60 mm, definidas em função da espessura mínima
51
prevista na NBR 16416 (ABNT, 2015). Moldou-se uma placa para cada traço ensaiado
no estudo preliminar, onde a compactação ocorreu em duas camadas, com 25 golpes
por camada utilizando o soquete Marshall, assim como nos corpos de prova moldados
para o ensaio de resistência à tração na flexão. Ao todo foram moldadas 6 placas para
o ensaio de permeabilidade.
Optou-se pela compactação da placa com o soquete, simulando a compactação
de campo feita com rolo metálico, conforme prescreve a norma americana 522R-06
(ACI, 2006) e sugere a bibliografia. As 6 placas moldadas para o ensaio de
permeabilidade encontram-se na Figura 13.
Figura 13 – Placas para ensaio de permeabilidade
Fonte: Autor (2019).
3.5 Propriedades do concreto no estado endurecido
Os ensaios realizados para verificar as propriedades dos concretos elaborados
para o presente estudo no estado endurecido foram: determinação do índice de vazios
e massa específica, ensaio de resistência à compressão axial, ensaio de resistência
à tração por compressão diametral, ensaio de resistência à tração na flexão e ensaio
de permeabilidade. Todos os ensaios descritos seguiram recomendações das normas
brasileiras e foram executados no laboratório do curso de Engenharia Civil da UNISC.
52
3.5.1 Ensaio de massa específica aparente seca e índice de vazios
O índice de vazios dos corpos de prova foi determinado em laboratório a partir
da obtenção da massa seca e da massa submersa das amostras, conforme Equação
4, enquanto a massa específica aparente seca foi determinada conforme Equação 5.
𝑉𝑟 = 1 − (𝑚𝑠 − 𝑚𝑠𝑢𝑏
𝜌𝑤. 𝑣𝑜𝑙) (4)
Onde:
𝑉𝑟 = índice de vazios;
𝑚𝑠 = massa seca (kg);
𝑚𝑠𝑢𝑏 = massa submersa (kg);
𝑉𝑜𝑙 = volume da amostra (m³);
𝜌𝑤 = massa específica da água (kg/m³).
𝜌𝑠 = (𝑚𝑠
𝑚𝑠𝑎𝑡−𝑚𝑠𝑢𝑏) (5)
Onde:
𝜌𝑠 = massa específica aparente seca (kg/m³);
𝑚𝑠 = massa seca (kg);
𝑚𝑠𝑢𝑏 = massa submersa (kg);
𝑚𝑠𝑎𝑡 = massa saturada (kg);
No ensaio as amostras foram pesadas secas, saturadas e submersas para a
obtenção dos valores utilizados nos cálculos. Foi tomado o devido cuidado no
manuseio das amostras, pois os corpos de prova de concreto permeável tendem a
perder agregados facilmente de sua superfície, principalmente nas bordas. Por este
motivo, Batezini (2013) recomenda que se deve considerar a possibilidade de
dispersão dos resultados de índice de vazios e da massa específica aparente seca, já
que tais parâmetros dependem tanto do volume quando da massa de cada amostra.
O equipamento utilizado para a obtenção das massas dos corpos de prova pode
ser visto na Figura 14, onde estava sendo feita a leitura da massa submersa.
53
Figura 14 – Equipamento para medição da massa seca, submersa e saturada
Fonte: Autor (2019).
3.5.2 Ensaio de resistência à compressão axial
A partir do ensaio de resistência à compressão axial obtêm-se a resistência à
compressão da amostra de concreto, mediante aplicação de uma carga axial. O
ensaio foi executado conforme a norma NBR 5739 (ABNT, 2018), que estabelece o
método pelo qual devem ser ensaiados os corpos de prova cilíndricos de concreto.
Os corpos de prova permaneceram no molde por 24 horas e após em processo
de cura úmida. Foram ensaiados 2 corpos de prova para cada traço do estudo
preliminar, nas idades de 7 e 14 dias, para os traços executados posteriormente foram
ensaiados 3 corpos de prova para cada idade, sendo elas 7 e 28 dias.
Antes da realização do ensaio as faces de aplicação de carga dos corpos de
prova foram devidamente capeadas com pasta de cimento e retificadas, com o
objetivo de regularizar a superfície de aplicação de carga. Para a execução do ensaio
o corpo de prova foi posicionado corretamente na prensa e verificaram-se as faces
dos pratos de carga e do corpo de prova, a fim de assegurar que estas se encontravam
limpas e secas antes do início do ensaio.
A Figura 15 demonstra a realização do ensaio de resistência à compressão axial,
executado em uma prensa da marca Emic modelo DL30000N com capacidade de
carga de compressão de 2000 kN.
54
Figura 15 – Ensaio de resistência à compressão axial
Fonte: Autor (2019).
Posteriormente ao ensaio, pode-se calcular a tensão de ruptura a partir da
Equação 6:
𝑓𝑐 =𝐹
(𝜋. 𝐷2
4 ) (6)
Onde:
𝑓𝑐 = tensão de ruptura à compressão (MPa);
𝐹 = carga de ruptura (N);
𝐷 = diâmetro do corpo de prova (mm).
3.5.3 Ensaio de resistência à tração por compressão diametral
O ensaio de resistência à tração por compressão diametral seguiu os
procedimentos prescritos na NBR 7222 (ABNT, 2011), que estabelece os métodos de
execução do ensaio.
55
Assim como para o ensaio de resistência à compressão, foram ensaiados 2
corpos de prova para cada traço do estudo preliminar, nas idades de 7 e 14 dias. Na
segunda etapa do estudo foram ensaiados 3 corpos de prova para as idades de 7 e
28 dias. Os corpos de prova permaneceram em processo de cura úmida por imersão
em água, desde o período de desmolda até a idade de ruptura.
Para o procedimento de ensaio, a norma recomenda que sejam posicionadas
chapas de madeira entre a amostra e a prensa, para uma melhor distribuição das
forças ao longo do corpo de prova, facilitando assim o posicionamento deste no
aparelho utilizado, conforme observa-se nas Figuras 16 e 17.
Após o ensaio, a resistência à tração por compressão diametral pode ser
calculada a partir da Equação 7:
𝑓𝑐𝑡,𝑠𝑝 =2𝐹
𝜋. 𝐷. 𝐿 (7)
Onde:
𝑓𝑐𝑡,𝑠𝑝 = resistência à tração por compressão diametral (MPa);
𝐹 = carga de ruptura (N);
𝐷 = diâmetro do corpo de prova (mm);
𝐿 = altura média do corpo de prova (mm).
Figura 16 – Disposição do corpo de prova
Fonte: NBR 7222 (ABNT, 2011)
56
Figura 17 – Ensaio de resistência à tração por compressão diametral
Fonte: Autor (2019).
3.5.4 Ensaio de resistência à tração na flexão
Ao considerar o concreto permeável como sendo utilizado para pavimentação, o
ensaio de resistência à tração na flexão torna-se indispensável, uma vez que a NBR
16416 (ABNT, 2015) estabelece valores mínimos de resistência para utilização do
material.
Desta forma, foram ensaiados 2 corpos de prova para cada traço elaborado no
estudo e seus resultados correlacionados com os resultados obtidos para o índice de
vazios do concreto. Os corpos de prova do estudo preliminar foram ensaiados após 7
e 14 dias em processo de cura úmida e os corpos de prova executados posteriormente
foram ensaiados aos 7 e 28 dias.
Como sugere a NBR 16416 (ABNT, 2015), o ensaio de resistência à tração na
flexão deve seguir o prescrito na NBR 12142 (ABNT, 2010). O ensaio consiste em um
corpo de prova de seção prismática submetido à flexão, com carregamento em duas
seções simétricas, até a ruptura. Para o procedimento, coloca-se o corpo de prova
com seu lado maior paralelo ao seu eixo longitudinal, centralizado sobre os apoios,
sendo que as faces laterais com relação à posição de moldagem devem ficar em
57
contato com os elementos de aplicação de força e os apoios, conforme Figuras 18 e
19.
Figura 18 – Posicionamento do corpo de prova no equipamento
Fonte: NBR 12142 (ABNT, 2010)
Figura 19 – Ensaio de resistência à tração na flexão
Fonte: Autor (2019).
58
Após a realização do ensaio, mediu-se o corpo de prova em sua seção de ruptura
para determinação da largura e altura médias, com precisão de 1 mm. Estas medidas
foram o resultado da média de três determinações. Com tais valores, pode-se calcular
a resistência à tração na flexão pela Equação 8.
𝑓𝑐𝑡,𝑓 =𝐹 . 𝑙
𝑏 . 𝑑² (8)
Onde:
𝑓𝑐𝑡,𝑓 = resistência à tração na flexão (MPa);
𝐹 = carga de ruptura (N);
𝑑 = altura média do corpo de prova (mm);
𝑙 = dimensão do vão entre apoios (mm);
𝑏 = largura média do corpo de prova (mm).
3.5.5 Ensaio de permeabilidade
Após a moldagem das placas, estas foram cobertas com lona plástica, em
temperatura ambiente. Após 24h elas puderam ser desmoldadas e permaneceram em
processo de cura úmida por 14 dias.
O ensaio de permeabilidade seguiu o procedimento prescrito na NBR 16416
(ABNT, 2015). O método utiliza um cilindro com diâmetro de 30 cm que deve ser
posicionado na superfície do pavimento permeável. As laterais do cilindro foram
fechadas com massa de calafetar para evitar a perda de água.
O ensaio consistiu em molhar a placa previamente com 3,6 kg ± 0,05 kg de água,
caso o tempo de molhagem fosse inferior a 30 segundos, utilizava-se 18 kg ± 0,05 kg
de água no ensaio, ou então, 3,6 kg ± 0,05 kg de água se o tempo fosse superior a 30
segundos.
O volume de água de pré-molhagem despejado no interior do anel de infiltração
permaneceu com velocidade suficiente para manter o nível da água entre as duas
marcações feitas no anel, 10 mm e 15 mm. Marcou-se o intervalo de tempo acionando
o cronômetro assim que a água atingiu a superfície do pavimento permeável e parou-
se o cronômetro quando não havia mais água na superfície do mesmo, registrando o
tempo com precisão de 0,1 segundos.
59
Utilizou-se 18 kg de água para as seis placas, pois em todas o tempo de
molhagem foi inferior aos 30 segundos indicados na norma.
Após definido o tempo de pré-molhagem e o volume de água a ser utilizado, o
ensaio iniciou em até 2 minutos, repetindo-se o procedimento anterior, conforme
demonstrado na Figura 20.
Figura 20 – Esquema para medição do coeficiente de permeabilidade
Fonte: Marchioni e Silva (2013)
60
A Figura 21 demostra as placas utilizadas para o ensaio com os cilindros
posicionados e perfeitamente vedados, antes da execução do ensaio.
Figura 21 – Placas e cilindros posicionados para o ensaio de permeabilidade
Fonte: Autor (2019).
Após o ensaio pode-se obter o coeficiente de permeabilidade (k) a partir da
Equação 9.
𝑘 =𝐶 . 𝑚
(𝑑2. 𝑡) (9)
Onde:
𝑘 = coeficiente de permeabilidade (mm/h);
𝑚 = massa de água infiltrada (kg);
𝑑 = diâmetro interno do cilindro de infiltração (mm);
𝑡 = tempo necessário para toda a água percolar (s);
𝑐 = fator de conversão de unidades do Sistema Internacional, com valor igual a
4.583.666.000
61
4 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
A seguir são apresentados todos os resultados dos ensaios de caracterização
dos materiais empregados na composição do traço dos concretos permeáveis
estudados e os resultados dos ensaios de caracterização dos concretos resultantes
do procedimento de dosagem do estudo preliminar e do estudo definitivo.
4.1 Caracterização dos materiais constituintes do concreto
4.1.1 Brita 0
Com o ensaio de granulometria foi possível traçar a curva granulométrica
indicada na Figura 22. Observou-se que a concentração dos grãos ficou muito próxima
da zona de classificação da brita 0, predominando a granulometria entre 9,50 mm e
4,75 mm. O módulo de finura obtido foi igual a 5,56% e a dimensão máxima
característica foi igual a 9,50 mm.
A massa específica obtida para a brita 0 foi de 2,50 g/cm³ e o teor de material
pulverulento foi de 0,9%.
Figura 22 – Curva granulométrica da brita 0
Fonte: Autor (2019).
62
4.1.2 Areia natural
A partir do ensaio de granulometria traçou-se a curva para a areia natural, que
pode ser classificada como areia natural média (Figura 23), ficando na zona dos limites
utilizáveis, conforme Tabela 7, apresentada pela NBR 7211 (ABNT, 2009) e podendo
então ser utilizada na dosagem do concreto. O módulo de finura obtido foi de 2,17%,
a dimensão máxima característica foi de 4,75 mm, a massa específica encontrada
com o ensaio foi de 2,63 g/cm³ e o teor de material pulverulento foi de 1,3%.
Figura 23 – Curva granulométrica da areia natural
Fonte: Autor (2019).
Tabela 7 – Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo
Fonte: NBR 7211 (ABNT, 2009)
63
4.1.3 Areia industrial
A partir do ensaio de granulometria traçou-se a curva para a areia industrial, que
pode ser classificada como areia industrial média grossa (Figura 24), permanecendo
na zona utilizável, conforme Tabela 7. O módulo de finura obtido foi de 2,49%, a
dimensão máxima característica foi de 4,75 mm, a massa específica encontrada com
o ensaio foi de 2,79 g/cm³ e o teor de material pulverulento foi de 12,9%.
Figura 24 – Curva granulométrica da areia industrial
Fonte: Autor (2019).
4.1.4 Cimento Portland
Os resultados de ensaio do cimento utilizado na dosagem dos corpos de prova
foram realizados pelo fabricante do material e fornecidos pela empresa que o doou,
estes são referentes ao mês de março do ano de 2019 e encontram-se nas Figuras
25 e 26. A Figura 25 apresenta os resultados dos ensaios químicos do cimento,
enquanto a Figura 26 apresenta os resultados dos ensaios físicos.
64
Figura 25 – Resultados dos ensaios químicos do cimento
Fonte: Itambé (2019).
Figura 26 – Resultados dos ensaios físicos do cimento
‘
Fonte: Itambé (2019).
4.1.5 Material pozolânico
Os resultados dos ensaios de propriedade químicas e físicas da cinza mineral
leve foram fornecidas pela empresa que doou o material e encontram-se nas Tabelas
8 e 9, respectivamente.
65
Tabela 8 – Propriedades químicas da cinza mineral leve
Fonte: Autor (2019). Adaptado dos dados fornecidos pela Conpasul.
Tabela 9 – Propriedades físicas da cinza mineral leve
Fonte: Autor (2019). Adaptado dos dados fornecidos pela Conpasul.
4.2 Caracterização do concreto moldado no estudo preliminar
A seguir são apresentados e discutidos os resultados obtidos com os ensaios de
caracterização do concreto no estado endurecido para os seis traços executados no
estudo preliminar. Nesta etapa realizaram-se os ensaios de determinação de índice
de vazios e massa específica, ensaio de permeabilidade, ensaio de resistência à
compressão axial, ensaio de resistência à tração por compressão diametral e ensaio
de resistência à tração na flexão.
4.2.1 Massa específica aparente seca e índice de vazios
Os resultados para a massa específica aparente seca dos corpos de prova
moldados se mantiveram em uma média de aproximadamente 2200 kg/m³, ficando
acima do usual citado na bibliografia. O procedimento de compactação com o soquete
%
59,93
27,77
4,28
3,00
1,16
0,50
<0,03
0,17
1,02
0,34
DETERMINAÇÃO
Óxido de silício (SiO2)
Óxido de alumínio (Al2O3)
Óxido de cálcio (CaO)
Óxido de fósforo (P2O5)
Óxido de ferro (Fe2O3)
Óxido de potássio (K2O)
Óxido de magnésio(MgO)
Óxido de sódio(Na2O)
Óxido de titânio (TiO2)
Óxido de enxofre (SO3)
2,25 g/cm³
5260 cm²/g
8,28 MPa
1,80%
Índice de pozolanicidade com Cal
Perda ao fogo
PROPRIEDADES FÍSICAS
Massa específica
Superfície específica "Blaine"
66
Marshall confere maior adensamento, portanto está diretamente ligado ao aumento
de densidade do material.
Com os resultados de índice de vazios apresentados na Figura 27 é possível
concluir que o traço que apresentou o maior índice de vazios é o que corresponde à
adição de 5% de agregado miúdo (traço T5), mostrando que a adição nessa proporção
favoreceu a ligação e acomodou os materiais de forma a proporcionar um aumento
de vazios quando comparado ao traço que possui somente agregados graúdos.
Do traço T10 ao traço T25 houve redução do número de vazios quando
comparado aos dois primeiros, comprovando o apresentado na bibliografia e
mostrando que ao aumentar a proporção de agregados miúdos da mistura, reduz-se
a quantidade de vazios no concreto, diminuído assim a sua porosidade.
Figura 27 – Resultados obtidos para o índice de vazios
Fonte: Autor (2019).
Conforme a bibliografia, o concreto para ser considerado permeável precisa
apresentar um índice de vazios acima de 0,15, deste modo, os traços T10 e T25 não
seriam considerados permeáveis por este critério, enquanto os demais se mantiveram
acima do valor limite.
Tanto o índice de vazios quanto a massa específica aparente seca do concreto,
podem variar conforme os tipos de materiais utilizados na mistura e o procedimento
empregado para compactação e adensamento. Dessa forma, o baixo índice de vazios
67
obtido para o traço T10 pode estar relacionado principalmente ao procedimento de
compactação na moldagem dos corpos de prova e não diretamente à adição de 10%
de agregado miúdo.
4.2.2 Permeabilidade
Os resultados obtidos no ensaio de permeabilidade das placas para os traços
estudos no trabalho, encontram-se na Tabela 10 e na Figura 28, onde estão
apresentados o tempo necessário para a água infiltrar totalmente no pavimento e os
respectivos coeficientes de permeabilidade (k), em mm/h e em cm/s.
Tabela 10 – Resultados obtidos no ensaio de permeabilidade
Fonte: Autor (2019).
Figura 28 – Gráfico de resultados obtidos para o coeficiente de permeabilidade, em cm/s
Fonte: Autor (2019).
TRAÇO ÁGUA (kg) TEMPO DE MOLHAGEM (s) k (mm/h) k(cm/s)
T0 18 36,5 25109 0,70
T5 18 28,0 32740 0,91
T10 18 70,7 12959 0,36
T15 18 44,7 20513 0,57
T20 18 84,8 10812 0,30
T25 18 161,7 5670 0,16
68
Para a análise do coeficiente de permeabilidade realizou-se um comparativo
entre o valor mínimo estabelecido em norma para que o pavimento seja considerado
permeável e os valores resultantes do ensaio realizado.
A partir dos resultados de coeficiente de permeabilidade verificou-se que todos
ficaram acima do limite estabelecido pela NBR 16416 (ABNT,2015), que é de 0,1 cm/s.
Desta forma, pelos critérios da norma os seis traços apresentaram resultados
satisfatórios para utilização como pavimentos permeáveis.
Analisando individualmente cada traço, verificou-se que a adição de 5% de
agregado miúdo favoreceu a permeabilidade em relação ao traço composto apenas
por agregado graúdo, proporcionando uma melhor interface entre os agregados e a
pasta de cimento na placa moldada, enquanto a adição de 10% (traço T10) diminuiu
consideravelmente a permeabilidade em relação ao traço T5. Tais relações ocorreram
também na análise do índice de vazios, provando assim que a permeabilidade está
diretamente relacionada aos vazios existentes no material, conforme demostra a
Figura 29.
Os traços T20 e T25, com adição de 20% e 25% de agregado miúdo,
respectivamente, foram os traços que apresentaram as menores permeabilidades
com relação aos demais, mas ainda assim, foram considerados permeáveis pelos
critérios da norma.
Figura 29 – Relação entre coeficiente de permeabilidade e índice de vazios
Fonte: Autor (2019).
69
4.2.3 Resistência à compressão axial
Os ensaios de resistência à compressão axial foram feitos em 7 e 14 dias após
a moldagem dos corpos de prova. Optou-se por romper os corpos de prova com 14
dias, pois devido ao tipo de cimento utilizado, CP ll F-40, já se conseguiria ter uma
previsão de qual das misturas apresentaria os melhores resultados aos 28 dias.
Os resultados do ensaio de resistência à compressão axial para os seis primeiros
traços estudos no trabalho, rompidos aos 14 dias encontram-se na Tabela 11, extraída
do Anexo A, onde constam todos os resultados do estudo, e na Figura 30.
Tabela 11 – Resultados do ensaio de resistência à compressão axial, em MPa
Fonte: Autor (2019).
Figura 30 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à compressão axial, em MPa
Fonte: Autor (2019).
TRAÇO 14 DIAS
T0 20,2
T5 11,4
T10 21,5
T15 21,3
T20 32,9
T25 25,0
70
Analisando os resultados percebe-se que a adição do agregado miúdo resultou
em um aumento da resistência à compressão do concreto. O traço que apresentou a
maior permeabilidade (traço T5) também apresentou a menor resistência à
compressão, o que confirma o citado anteriormente na bibliografia, de que quanto
maior o número de vazios, menor a resistência mecânica.
O traço que apresentou a melhor resistência à compressão foi o traço T20,
atingindo 32,9 MPa em 14 dias e chegando próximo ao valor de 35 MPa recomendado
como resistência mínima para pavimentos rígidos de concreto simples que receberão
tráfego de veículos pesados.
Na Figura 31 correlacionou-se os resultados do ensaio de resistência à
compressão axial com os resultados de índice de vazios, chegando-se a conclusão
de que quanto maior o índice de vazios, menor é a resistência à compressão axial.
Figura 31 – Resistência à compressão axial X Índice de vazios
Fonte: Autor (2019).
Nota-se que o traço T20 não se comporta como os demais, nesse caso há a
possibilidade de a compactação ter resultado em um arranjo dos aglomerantes e
agregados que favoreceu o crescimento da resistência, apesar do índice de vazios
elevado.
71
4.2.4 Resistência à tração por compressão diametral
Os ensaios de resistência à tração por compressão diametral também foram
realizados em 7 e 14 dias após a moldagem dos corpos de prova. Os resultados
obtidos no ensaio aos 14 dias, para os seis primeiros traços estudos no trabalho,
encontram-se na Tabela 12, extraída do Anexo A, e na Figura 32.
Tabela 12 – Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral, em MPa
Fonte: Autor (2019).
Figura 32 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral, em
MPa
Fonte: Autor (2019).
Os corpos de prova rompidos no ensaio de resistência à tração por compressão
diametral se comportaram da mesma forma que os rompidos na compressão axial,
TRAÇO 14 DIAS
T0 2,45
T5 1,89
T10 1,07
T15 2,11
T20 2,83
T25 1,89
72
com exceção do traço T10, que teve uma resistência inferior ao traço T5. Esta baixa
resistência pode estar relacionada com alguma falha no processo de moldagem ou de
compactação deste corpo de prova em especial. A Figura 33 demonstra a relação
entre o índice de vazios e a resistência à tração por compressão diametral obtida com
os ensaios, mostrando que com exceção do traço T10, os demais seguem o mesmo
comportamento observado na Figura 31.
Figura 33 – Resistência à tração por compressão diametral X Índice de vazios
Fonte: Autor (2019).
4.2.5 Resistência à tração na flexão
Os corpos de prova prismáticos ensaiados para definição da resistência à tração
na flexão também foram rompidos com 7 e 14 dias após a data de moldagem. Os
resultados obtidos no ensaio para os seis primeiros traços estudos no trabalho,
encontram-se na Tabela 13, extraída do Anexo A, e na Figura 34.
Para a resistência à tração na flexão o menor resultado foi para o traço T5, de
maior permeabilidade, enquanto a melhor resistência obtida foi para o traço T25, com
a maior proporção de agregado miúdo e a menor permeabilidade. Por este ensaio
pode-se perceber que com relação à flexão, a resistência ficou superior ao traço sem
agregados miúdos apenas para os traços T20 e T25.
73
Tabela 13 – Resultados obtidos no ensaio de resistência à tração na flexão, em MPa
Fonte: Autor (2019).
Figura 34 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração na flexão, em MPa
Fonte: Autor (2019).
A NBR 16416 (ABNT,2015) estabelece a resistência mínima à tração na flexão
como 2,0 MPa para utilização do pavimento permeável em áreas com tráfego de
veículos leves, mas não normatiza quanto ao tráfego de veículos pesados. Assim,
levou-se em consideração os parâmetros do Manual de Pavimentos Rígidos do DNIT
(2005), que estabelece a resistência de 4,5 MPa para utilização do material em áreas
com tráfego de veículos pesados.
Neste caso, todos os traços poderiam ser usados para pavimentação em áreas
de tráfego de veículos leves, porém somente o traço T25 mostrou-se com resistência
satisfatória para utilização como pavimento em áreas de tráfego pesado aos 14 dias,
ficando acima dos 4,5 MPa.
TRAÇO 14 DIAS
T0 2,84
T5 2,28
T10 2,53
T15 2,64
T20 3,39
T25 4,64
74
A Figura 35 demonstra a relação entre o índice de vazios e a resistência à tração
na flexão obtida com os ensaios.
Figura 35 – Resistência à tração na flexão X Índice de vazios
Fonte: Autor (2019).
4.3 Caracterização do concreto moldado no estudo definitivo
A seguir são apresentados e discutidos os resultados dos ensaios de
caracterização do concreto no estado endurecido para os quatro traços executados
no estudo definitivo. Nesta etapa escolheu-se a composição com comportamento de
permeabilidade e resistência satisfatórios para dar continuidade aos estudos,
realizando um comparativo de resistência a partir da variação apenas do consumo de
cimento dentro do mesmo traço.
O traço escolhido para dar continuidade na pesquisa foi o traço T20,
correspondente à adição de 20% de agregado miúdo, por apresentar a melhor
resistência à compressão axial com 14 dias, atingindo próximo ao mínimo necessário
para utilização em pavimentos com alto tráfego. Além disso, este traço resultou em
um índice de vazios de 0,18, permanecendo acima do limite de 0,15 citado na
bibliografia e coeficiente de permeabilidade igual a 0,30 cm/s, ficando três vezes
acima do mínimo estabelecido pela NBR 16416 (ABNT,2015).
75
Nesta etapa realizaram-se apenas os ensaios de resistência mecânica, sendo
eles: ensaio de resistência à compressão axial, ensaio de resistência à tração por
compressão diametral e ensaio de resistência à tração na flexão. Não foram
realizados os ensaios de índice de vazios, massa específica aparente seca e
permeabilidade, pois as variações de consumo de cimento foram feitas dentro do
mesmo traço, partindo do princípio de que tais parâmetros não iriam mudar
drasticamente por conta da variação no consumo de cimento.
4.3.1 Resistência à compressão axial
Os ensaios para determinação da resistência à compressão axial ocorreram
após 7 e 28 dias da moldagem dos corpos de prova e encontram-se na Tabela 14,
extraída do Anexo A, e na Figura 36.
Tabela 14 – Resultados do ensaio de resistência à compressão axial do estudo definitivo, em MPa
Fonte: Autor (2019).
Figura 36 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à compressão axial do estudo definitivo,
em MPa
Fonte: Autor (2019).
TRAÇO 7 DIAS 28 DIAS
1:5,0 36,5 39,4
1:4,5 43,6 45,0
1:4,0 32,7 40,7
1:3,5 42,4 57,1
76
Observa-se que para os quatro traços moldados no estudo definitivo a
resistência à compressão axial atingiu valores superiores aos 35 MPa recomendados
para pavimentos com alto tráfego. Logo, conclui-se que com relação à resistência à
compressão axial os quatro traços podem ser utilizados como pavimento rígido em
áreas de circulação de veículos pesados, tanto em vias de tráfego, quanto em
estacionamentos.
O traço 1:5,0 com o consumo de cimento de 392 kg/m³ foi o que apresentou a
menor resistência atingindo 39,4 MPa enquanto a maior resistência alcançada foi a
do traço 1:3,5, com consumo de cimento de 524kg/m³. Mostrando que ao aumentar o
consumo de cimento consequentemente aumenta a resistência à compressão axial
do material. Conclui-se ainda que com o menor consumo de cimento já é possível
alcançar uma resistência satisfatória para o uso desejado.
4.3.2 Resistência à tração por compressão diametral
Os ensaios para determinação da resistência à tração por compressão diametral
ocorreram após 7 e 28 dias da moldagem dos corpos de prova e encontram-se na
Tabela 15, extraída do Anexo A, e na Figura 37.
Os resultados demostram um aumento na resistência do traço com o menor
consumo de cimento (1:5,0), ao traço com o maior consumo de cimento (1:3,5), sendo
o maior resultado alcançado neste ensaio de 4,53 MPa. O material se comportou de
forma similar aos resultados do ensaio de resistência à compressão axial,
aumentando a resistência mecânica conforme o aumento do consumo de cimento.
Tabela 15 – Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral do estudo
definitivo, em MPa
Fonte: Autor (2019).
TRAÇO 7 DIAS 28 DIAS
1:5,0 3,71 3,86
1:4,5 3,22 4,32
1:4,0 3,42 4,45
1:3,5 3,55 4,53
77
Figura 37 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral do
estudo definitivo, em MPa
Fonte: Autor (2019).
4.3.3 Resistência à tração na flexão
Assim como os demais ensaios, os corpos de prova utilizados no ensaio de
resistência à tração na flexão foram rompidos com 7 e 28 dias e seus resultados
encontram-se na Tabela 16, extraída do Anexo A, e na Figura 38.
Tabela 16 – Resultados do ensaio de resistência à tração na flexão do estudo definitivo, em MPa
Fonte: Autor (2019).
TRAÇO 7 DIAS 28 DIAS
1:5,0 4,40 5,18
1:4,5 4,72 4,79
1:4,0 3,56 5,06
1:3,5 4,17 4,28
78
Figura 38 – Gráfico de resultados do ensaio de resistência à tração na flexão do estudo definitivo,
em MPa
Fonte: Autor (2019).
Nos resultados de resistência à tração na flexão observou-se um comportamento
diferente do concreto. O melhor resultado foi correspondente ao traço 1:5,0, que
apresentou a menor resistência à compressão axial e à tração por compressão
diametral, enquanto o menor resultado de 4,28 MPa, foi do traço que apresentou as
melhores resistências nos ensaios anteriores. Estas variações podem ser explicadas
pelo processo de compactação dos corpos de prova, uma vez que os corpos de prova
cilíndricos e prismáticos são compactados com números de golpes e camadas
diferentes.
O mínimo de resistência de acordo com o Manual de Pavimentos Rígidos do
DNIT (2005), de 4,5 MPa, foi atingido apenas pelos traços 1:5,0, 1:4,5 e 1:4,0.
Entretanto, chegou-se em traços que podem ser utilizados tanto em estacionamentos
de carga pesada, onde o recomendado é 3,2 MPa, quanto em áreas com grande
tráfego de veículos pesados, onde o exigido é de 4,5 MPa a 5,0 MPa.
Os resultados mostram que o concreto permeável correspondente aos traços
citados acima pode ser usado como revestimento em áreas de tráfego pesado, pois
se manteve acima dos parâmetros mínimos estabelecidos em norma para
dimensionamento de pavimentos rígidos de concreto simples, sendo este o principal
parâmetro levado em conta no dimensionamento.
79
5 CONCLUSÕES
5.1 Conclusão do trabalho
A partir do estudo realizado para definição de um procedimento de dosagem de
concreto permeável para uso em pavimentação de vias com tráfego de veículos
pesados verificou-se que quanto à resistência mecânica e à permeabilidade, o
concreto correspondente aos traços 1:5,0, 1:4,5 e 1:4,0 do estudo definitivo, superou
os valores mínimos exigidos na normalização brasileira, mostrando que o
procedimento é válido. Porém, por se tratar de um pavimento moldado in loco devem
ser tomados os devidos cuidados durante a sua execução, seguindo as normas
vigentes e garantindo a compactação adequada, para que assim mantenha sua
função de resistir às solicitações e permitir a infiltração de água.
Com relação ao estudo preliminar, pode-se concluir que a adição de agregado
miúdo em até 25% do teor de agregados na mistura reduz o número de vazios
existentes no material, porém não compromete a permeabilidade do pavimento. Pela
NBR 16416 (ABNT,2015) todos os traços do estudo preliminar foram considerados
permeáveis, apresentando um coeficiente de permeabilidade maior que 0,1 cm/s,
estabelecido na norma. Concluiu-se ainda que a adição de agregado miúdo ao traço,
proporciona um ganho de resistência mecânica devido ao preenchimento dos espaços
entre os agregados graúdos e a pasta de cimento, melhorando a ligação entre os
agregados.
O traço que se mostrou mais satisfatório com relação à resistência mecânica e
permeabilidade no estudo preliminar, onde houve a variação somente no teor de
agregados miúdos, foi correspondente à adição de 20% (traço T20). Nesta etapa, o
coeficiente de permeabilidade se manteve três vezes superior ao mínimo de norma,
enquanto a resistência à compressão axial aos 14 dias apresentou resultado próximo
aos 35 MPa, recomendados para pavimentos rígidos. Aos 14 dias, apenas a
resistência à tração na flexão não se mostrou suficiente para utilização em áreas de
tráfego de veículos pesados, não atingindo o resultado de 4,5 MPa recomendados
pelo Manual de Pavimentos Rígidos do DNIT (2005).
Quanto aos traços moldados no estudo definitivo, onde se variou apenas o
consumo de cimento para o traço T20, que se mostrou o mais satisfatório para
continuar o estudo, é possível concluir que quanto aos parâmetros de resistência,
80
todos apresentaram resistência à compressão axial superiores ao mínimo de norma,
variando de 39,4 MPa para o menor consumo de cimento, até 57,1 MPa, para o maior
consumo de cimento. Com relação à resistência à tração na flexão, apenas o traço
1:3,5 não atingiu o mínimo de norma, enquanto os demais apresentaram resultados
superiores, entre 4,79 MPa e 5,18 MPa.
Como esperado, o aumento do consumo de cimento no traço proporcionou
ganhos significativos na resistência mecânica do material. Logo, conclui-se que o
procedimento de dosagem estudado é válido e os traços 1:5,0, 1:4,5 e 1:4,0 podem
ser utilizados para pavimentação tanto de estacionamentos, quanto de vias com
tráfego de veículos pesados, pois estes alcançaram resultados de resistência
mecânica superiores aos estabelecidos em norma e foram considerados aptos para
utilização como pavimentos permeáveis.
5.2 Sugestões para trabalhos futuros
O presente trabalho foi limitado a definição de um procedimento de dosagem de
concreto permeável utilizando como agregado graúdo somente brita 0 e variações na
proporção de agregado miúdo até o limite de 25% e, posteriormente, variando o
consumo de cimento.
Para trabalhos futuros sugere-se:
Utilizar diferentes proporções de agregado graúdo na dosagem, por
exemplo brita 0 e brita 1;
Adicionar materiais que possam melhorar a resistência à tração na flexão,
como por exemplo as fibras.
Comparar métodos de compactação, como soquete Marshall,
compactação com mesa vibratória e compactação por rolo metálico;
Realizar ensaios de módulo de elasticidade do concreto;
Avaliar o comportamento do concreto permeável quanto à fadiga;
Construção de uma pista experimental, para estudo das propriedades
mecânicas, hidráulicas e durabilidade do material quando submetido à
carregamentos reais; e
Dimensionar um pavimento rígido de concreto permeável utilizando o
método mecanístico-empírico.
81
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85
ANEXO A – Resultados dos ensaios realizados no estudo
Fonte: Autor (2019).
TR
AÇ
O
CO
EFIC
IEN
TE
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RM
EA
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IAS
7 D
IAS
28
DIA
S7
DIA
S2
8 D
IAS
CP
01
13
,51
1,7
1,8
21
,87
3,0
02
,84
CP
01
32
,63
5,7
3,0
22
,95
4,4
04
,17
CP
02
11
,32
0,2
1,9
62
,45
2,3
92
,68
CP
02
36
,53
5,2
3,1
63
,86
3,3
25
,18
CP
01
10
,61
0,4
1,2
11
,61
2,2
52
,28
CP
03
33
,23
9,4
3,7
13
,70
--
CP
02
10
,51
1, 4
1,4
61
,89
2,1
71
,95
CP
01
40
,74
2,6
3,0
43
,11
4,7
24
,73
CP
01
12
,01
2,3
1,3
31
,07
3,1
22
,53
CP
02
43
,64
5,0
2,8
52
,51
4,2
64
,79
CP
02
19
,52
1,5
1,6
2-
2,9
92
,50
CP
03
39
,44
0,3
3,2
24
,32
--
CP
01
17
,92
1,3
1,6
22
,11
2,3
82
,61
CP
01
31
,93
1,0
3,3
43
,64
3,5
65
,06
CP
02
16
,81
9,6
1,9
51
,84
2,6
32
,64
CP
02
30
,13
5,5
3,4
24
,45
3,8
24
,67
CP
01
21
,92
5,4
1,7
72
,13
2,4
53
,26
CP
03
32
,74
0,7
3,1
83
,42
--
CP
02
22
,33
2,9
2,5
82
,83
3,3
13
,39
CP
01
32
,74
9,9
3,4
32
,79
4,1
74
,28
CP
01
20
,41
9, 8
5
2,5
91
,76
3,0
92
,97
CP
02
33
,75
7,1
3,5
54
,53
3,1
64
,06
CP
02
19
,32
5,0
2,0
51
,89
3,1
14
,64
CP
03
42
,44
7,9
3,4
64
,26
--
0,2
1
0,1
8
0,1
1
0,7
0,9
1
0,3
6
0,5
7
0,3
0,1
6
0,3
3
0,3
8
0,1
3
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